專(zhuān)利名稱(chēng)：新型液力變矩器的制作方法
新型液力變矩器發(fā)明領(lǐng)域:本發(fā)明涉及一種新型液力變矩器。發(fā)明背景:本發(fā)明所涉及的新型液力變矩器，可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、越野汽車(chē)、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、礦區(qū)運(yùn)輸?shù)裙こ虣C(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳輸?，F(xiàn)有的廣泛使用的液力變矩器，具有無(wú)級(jí)連續(xù)變速和改變轉(zhuǎn)矩的能力，對(duì)外負(fù)載具有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)性，它使汽車(chē)起步平穩(wěn)，加速迅速均勻，其減震作用降低了傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載和扭震，延長(zhǎng)了傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命，提高了舒適性、通過(guò)性、安全性以及行駛的平均速度。但是目前使用的液力變矩器，普遍存在傳動(dòng)效率不夠高的缺點(diǎn)。在中低速度行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不能完全傳遞給變速器；在中高速度行駛時(shí)，又必須通過(guò)鎖止器來(lái)提高效率。而在降速操作下，鎖止器又要脫離鎖止。如果處于多變工況狀態(tài)下行駛，頻繁地進(jìn)行增速和降速的操作，則液力變矩器處于頻繁的鎖止和脫離鎖止交替轉(zhuǎn)換的狀態(tài)下，則使系統(tǒng)的動(dòng)力損耗增加，不利于節(jié)能減排。更何況目前現(xiàn)有的液力變矩器，在行駛阻力降低時(shí)，沒(méi)有增速的功能，例如已經(jīng)公開(kāi)的專(zhuān)利有，德國(guó)專(zhuān)利技術(shù)N0.94107829.9、N0.99111343.8，日本專(zhuān)利技術(shù) N0.00133785.8、N0.200710154498.7 等。本發(fā)明提出了全新的設(shè)計(jì)，不僅保持了現(xiàn)有液力變矩器的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在中低速度行駛時(shí)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率能夠更高效率地傳遞給變速器；在中高速度行駛時(shí)，在無(wú)需鎖止器鎖止的情況下，依然能夠高效率地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。在行駛阻力降低的工況下，本發(fā)明能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度不變的情況下，提供增速的功能。關(guān)于本發(fā)明專(zhuān)利敘述中的名詞解釋:1.軸面剖視圖:在與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)相重合的平面上剖切所得的視圖。如圖1所示。2.旋轉(zhuǎn)面視圖:在與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)相垂直的平面上剖切所得的視圖。如圖3所示。3.轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn):轉(zhuǎn)動(dòng)體或旋轉(zhuǎn)空間的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)。如圖1中的軸線(xiàn)O。4.圓環(huán)軸線(xiàn):軸面剖視圖為圓形的三維體圓環(huán)，其圓的環(huán)繞軸線(xiàn)，如圖1中的軸線(xiàn)Q0
發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明涉及一種新型液力變矩器，其結(jié)構(gòu)主要包括:泵輪(BL)、從動(dòng)輪(CP)、渦輪(WL)和行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)。其中泵輪(BL)與所述行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)以及所述液力變矩器的輸入軸相聯(lián)結(jié)。其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，其軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片。從動(dòng)輪(CP)與所述液力變矩器的輸出軸相聯(lián)，并與泵輪(BL)相對(duì)安裝，其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，其軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片，泵輪(BL)和從動(dòng)輪(CP)的葉片之間充滿(mǎn)工作液。渦輪(WL)位于泵輪(BL)和從動(dòng)輪(CP)之間的工作液從從動(dòng)輪(CP)回流到泵輪(BL)的區(qū)域，并靠近泵輪(BL) —側(cè)，與行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)聯(lián)結(jié)。渦輪(WL)的葉片與轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角，使得渦輪(WL)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，渦輪(WL)的葉片推壓工作液流向泵輪(BL)的方向。行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)由太陽(yáng)輪⑴、齒圈(R)、行星架⑶和行星齒輪(U)組成。行星齒輪(U)安裝于行星架(S)的行星齒輪軸上，與齒圈(R)和太陽(yáng)輪(T)兩者嚙合。行星齒輪(u)既可以圍繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn)，又可以在齒圈(R)內(nèi)行走圍繞太陽(yáng)輪⑴公轉(zhuǎn)。本發(fā)明所涉及的液力變矩器，行星架(S)與泵輪(BL)及輸入軸相聯(lián)結(jié)。當(dāng)太陽(yáng)輪(T)與渦輪(WL)相聯(lián)結(jié)時(shí)，則齒圈(R)固定。當(dāng)齒圈(R)與渦輪(WL)相聯(lián)結(jié)時(shí)，則太陽(yáng)輪(T)固定。泵輪(BL)被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液被泵輪(BL)的葉片帶著旋轉(zhuǎn)，并在離心力作用下，從葉片的內(nèi)緣向外流動(dòng)。工作液被甩到泵輪(BL)的外緣后，又沖向從動(dòng)輪(CP)的外緣，再沿著從動(dòng)輪(CP)的葉片向內(nèi)緣流動(dòng)，再?gòu)膹膭?dòng)輪(CP)的內(nèi)緣流向渦輪(WL)。因?yàn)楸幂?BL)與輸入軸及行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)的行星架⑶相聯(lián)結(jié)，渦輪(WL)與太陽(yáng)輪⑴或者齒圈(R)相聯(lián)結(jié)，因此，渦輪(WL)以高于泵輪(BL)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，渦輪(WL)的葉片快速推壓工作液，并使工作液快速和大流量地回流到泵輪(BL)的內(nèi)緣。又被泵輪(BL)再次甩到外緣，這樣不斷循環(huán)，使得從動(dòng)輪(CP)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩。在渦輪(WL)和從動(dòng)輪(CP)之間的工作液由從動(dòng)輪(CP)回流到渦輪(WL)及泵輪(BL)的區(qū)域安裝有導(dǎo)輪(DL)。導(dǎo)輪(DL)支承在單向離合器⑶上。單向離合器⑶使導(dǎo)輪(DL)只能與泵輪(BL)同向轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)輪(DL)的葉片與導(dǎo)輪(DL)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角，使得從動(dòng)輪(CP)回流的工作液流經(jīng)導(dǎo)輪(DL)時(shí)改變方向，與渦輪(WL)的旋轉(zhuǎn)方向一致。同時(shí)，由于渦輪(WL)葉片的作用，無(wú)論從動(dòng)輪(CP)在起動(dòng)初期的低轉(zhuǎn)速，還是后期的中高轉(zhuǎn)速，渦輪(WL)都將工作液回流的被動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)抽吸回流的過(guò)程。通過(guò)調(diào)整渦輪(WL)葉片與旋轉(zhuǎn)方向的角度、經(jīng)過(guò)渦輪(WL)的流體的截面積，以及太陽(yáng)輪⑴、齒圈(R)、行星齒輪(U)之間的齒輪比，可以得到與泵輪(BL)匹配的工作液的單位回流量，這樣，加大了泵輪(BL)外緣工作液的增量，從而增大了從動(dòng)輪(CP)的輸出轉(zhuǎn)矩。當(dāng)從動(dòng)輪(CP)在泵輪(BL)的驅(qū)動(dòng)下，速度不斷提高后，因?yàn)楸幂?BL)的曲線(xiàn)葉片的作用，在泵輪(BL)旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片給工作液施加了一個(gè)向泵輪(BL)外緣的推力，因此，盡管從動(dòng)輪(CP)的轉(zhuǎn)速接近泵輪(BL)的轉(zhuǎn)速，甚至同速，在渦輪(WL)和泵輪(BL)的曲線(xiàn)葉片的雙重作用下，從動(dòng)輪(CP)外緣依然受到工作液的沖擊力，在輸出軸阻力降低的情況下，這將使得從動(dòng)輪(CP)的速度高于泵輪(BL)的速度。


:圖1本發(fā)明實(shí)施例之一的軸面剖視2泵輪的三維視3泵輪的旋轉(zhuǎn)面視4泵輪和從動(dòng)輪的葉片的另一種形式圖5渦輪的軸面剖視6導(dǎo)輪視圖在本發(fā)明專(zhuān)利的

中，圖示的零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸及形狀并不代表實(shí)際的零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸及形狀，也不代表零部件之間的實(shí)際大小比例關(guān)系，圖示只是用簡(jiǎn)明的方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例予以說(shuō)明。圖1顯示了本發(fā)明實(shí)施例之一的軸面剖視圖，從圖中可以看出:液力變矩器的結(jié)構(gòu)主要包括:與輸入軸相聯(lián)結(jié)的泵輪(BL)、與輸出軸相聯(lián)結(jié)的從動(dòng)輪(CP)、渦輪(WL)、行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)以及導(dǎo)輪(DL)，在液力變矩器內(nèi)充滿(mǎn)了工作液。圖2和圖3則顯示了泵輪(BL)的三維視圖和旋轉(zhuǎn)面視圖。其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，而軸面剖視圖形狀為半圓弧形，并有徑向弧形葉片。泵輪(BL)與輸入軸以及行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)的行星架(S)相聯(lián)結(jié)。從動(dòng)輪(CP)與泵輪(BL)相對(duì)安裝，并保持適當(dāng)?shù)拈g隙。其形狀和結(jié)構(gòu)與泵輪(BL)相似，旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片，與輸出軸相聯(lián)結(jié)。渦輪(WL)位于泵輪(BL)和從動(dòng)輪(CP)之間的工作液由從動(dòng)輪(CP)回流到泵輪(BL)的區(qū)域，并靠近泵輪(BL) —側(cè)，與行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)的太陽(yáng)輪(T)相聯(lián)結(jié)。圖5顯示了渦輪(WL)的軸面剖視圖以及渦輪(WL)葉片的排布形式之一。渦輪(WL)的葉片與轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角，使得渦輪(WL)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，渦輪(WL)的葉片推壓工作液流向泵輪(BL)的方向。渦輪(WL)的葉片分段對(duì)工作液進(jìn)行導(dǎo)流，可降低葉片對(duì)工作液流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力。從圖1中可見(jiàn)，行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)由太陽(yáng)輪(T)、齒圈(R)、行星架⑶和行星齒輪(U)組成。行星齒輪(U)安裝于行星架(S)的行星齒輪軸上，與齒圈(R)和太陽(yáng)輪(T)兩者嚙合。行星齒輪(u)既可以圍繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn)，也可以在齒圈(R)內(nèi)行走，圍繞太陽(yáng)輪⑴公轉(zhuǎn)。圖1所示，齒圈(R)固定。假設(shè)泵輪(BL)和行星架⑶的轉(zhuǎn)速為Ns，齒圈(R)的齒數(shù)為Zr，太陽(yáng)輪(T)齒數(shù)為Zt，則渦輪(WL)的轉(zhuǎn)速Nt為:Nt = Ns(l+Zr/Zt)。另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵輪(BL)旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液被泵輪(BL)的葉片帶著旋轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下，從葉片的內(nèi)緣向外流動(dòng)，工作液被甩到泵輪(BL)的外緣后又沖向從動(dòng)輪(CP)的外緣，再沿著從動(dòng)輪(CP)的葉片向內(nèi)緣流動(dòng)，最終又返回泵輪(BL)，再次被泵輪(BL)甩到外緣，這樣不斷循環(huán)，使得從動(dòng)輪(CP)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩，這一點(diǎn)與目前使用的液力變矩器的原理相似。從圖1可以看出，在渦輪(WL)與從動(dòng)輪(CP)之間由從動(dòng)輪(CP)回流到渦輪(WL)及泵輪(BL)的區(qū)域安裝有導(dǎo)輪(DL)。導(dǎo)輪(DL)支承在單向離合器(H)上。單向離合器(H)使導(dǎo)輪(DL)只能與泵輪(BL)同向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖6顯示了導(dǎo)輪的三維視圖。導(dǎo)輪(DL)的葉片與導(dǎo)輪(DL)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角，使得從動(dòng)輪(CP)回流的工作液流經(jīng)導(dǎo)輪(DL)時(shí)改變方向，與渦輪(WL)的旋轉(zhuǎn)方向一致。泵輪(BL)被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液被泵輪(BL)的葉片帶著旋轉(zhuǎn)，并在離心力作用下，從葉片的內(nèi)緣向外流動(dòng)。工作液被甩到泵輪(BL)外緣后，又沖向從動(dòng)輪(CP)的外緣，再沿著從動(dòng)輪(CP)的葉片向內(nèi)緣流動(dòng)，再?gòu)膹膭?dòng)輪(CP)的內(nèi)緣流向?qū)л?DL)。當(dāng)泵輪(BL)與從動(dòng)輪(CP)的轉(zhuǎn)速差較大時(shí)，從動(dòng)輪(CP)的工作液沖向?qū)л?DL)的正面，導(dǎo)輪(DL)由于單向離合器(H)的作用不能反轉(zhuǎn)，因此，流經(jīng)導(dǎo)輪(DL)的工作液就改變了流動(dòng)方向，直接作用于渦輪(WL)葉片的后部。由于泵輪(BL)通過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)與渦輪(WL)聯(lián)結(jié)，就降低了渦輪(WL)運(yùn)行的阻力，增大了泵輪(BL)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速差越大，則升矩的程度就越大。當(dāng)從動(dòng)輪(CP)的轉(zhuǎn)速不斷增大，逐步與泵輪(BL)同速時(shí)，從動(dòng)輪(CP)與導(dǎo)輪(DL)之間的工作液流動(dòng)的角度變小，使得工作液沖向?qū)л?DL)葉片的背面，此時(shí)，導(dǎo)輪(DL)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，使工作液以最低的阻力流向渦輪(WL)。
工作液從導(dǎo)輪(DL)流向渦輪(WL)，因渦輪(WL)比泵輪(BL)的轉(zhuǎn)速高，因此，渦輪(WL)的葉片推壓工作液，并使工作液快速回流到泵輪(BL)的內(nèi)緣，然后又被泵輪(BL)再次甩到外緣，這樣不斷循環(huán)，使得從動(dòng)輪(CP)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩。圖4-1顯示了泵輪(BL)的另一種葉片形式，其葉片從里向外呈曲線(xiàn)形式展開(kāi)。當(dāng)圖示的泵輪(BL)以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，葉片間的工作液不僅受到泵輪(BL)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用，向泵輪(BL)的外緣流動(dòng)，而且受到葉片向外緣方向的推力作用。從動(dòng)輪(CP)的葉片采用徑向直線(xiàn)放射狀，或采用與泵輪(BL)的葉片展開(kāi)方向相反的方向展開(kāi)的形式。如圖4-2所示，從動(dòng)輪(CP)與泵輪(BL)同樣是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則當(dāng)泵輪(BL)的速度與從動(dòng)輪(CP)的速度接近或者相同時(shí)，工作液在泵輪(BL)和從動(dòng)輪(CP)的葉片的推力作用下，仍然繼續(xù)保持循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)。關(guān)于行星齒輪機(jī)構(gòu)(XC)的太陽(yáng)輪⑴的固定、齒圈(R)與渦輪(WL)相聯(lián)結(jié)的實(shí)施例，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化等是本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的，在此，不再一一贅述。關(guān)于單向離合器、以及密封裝置、支承裝置等，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已經(jīng)知曉，并在本領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在此，不再一一贅述。上述實(shí)施例以圖示的方式說(shuō)明了本發(fā)明，但是以圖示方式說(shuō)明的上述實(shí)施例不是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種新型液力變矩器，其結(jié)構(gòu)主要包括:泵輪、從動(dòng)輪、渦輪、行星齒輪機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明所述液力變矩器，其特征在于:所述泵輪與所述行星齒輪機(jī)構(gòu)以及所述液力變矩器的輸入軸相聯(lián)結(jié)。其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，其軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片; 所述從動(dòng)輪與所述液力變矩器的輸出軸相聯(lián)，并與泵輪相對(duì)安裝，其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，其軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片，泵輪和從動(dòng)輪的葉片之間充滿(mǎn)工作液。
所述渦輪安裝在泵輪和從動(dòng)輪之間的工作液由從動(dòng)輪回流到泵輪的區(qū)域，并靠近泵輪一側(cè)，與行星齒輪機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)。渦輪的葉片與轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角，使得渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，渦輪葉片推壓工作液流向泵輪方向。
所述行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪、齒圈、行星架和行星齒輪組成。
行星齒輪安裝于行星架的行星齒輪軸上，與齒圈和太陽(yáng)輪兩者嚙合。行星齒輪既可以圍繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn)，又可以在齒圈內(nèi)行走圍繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)。
2.由權(quán)利要求1所述的液力變矩器，其特征在于:所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架與所述液力變矩器的輸入軸以及所述泵輪相聯(lián)結(jié)，太陽(yáng)輪與所述渦輪相聯(lián)結(jié)，齒圈固定。
3.由權(quán)利要求1所述的液力變矩器，其特征在于:所述行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架與所述液力變矩器的輸入軸以及所述泵輪相聯(lián)結(jié)，齒圈與所述渦輪相聯(lián)結(jié)，太陽(yáng)輪固定。
4.由權(quán)利要求1所述的液力變矩器，其特征在于:在渦輪和從動(dòng)輪之間工作液由從動(dòng)輪回流到渦輪及泵輪的區(qū)域安裝有導(dǎo)輪。導(dǎo)輪支承在單向離合器上。單向離合器使導(dǎo)輪只能與泵輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)輪的葉片與導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角，使得從動(dòng)輪回流的工作液流經(jīng)導(dǎo)輪時(shí)改變方向，與渦輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。
5.由權(quán)利要求1所述的液力變矩器，其特征在于:所述泵輪的葉片由里向外以曲線(xiàn)形式展開(kāi)。
6.由權(quán)利要求1所述的液力變矩器，其特征在于:所述從動(dòng)輪的葉片由里向外以曲線(xiàn)形式展開(kāi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型液力變矩器，其結(jié)構(gòu)主要包括泵輪、從動(dòng)輪、渦輪和行星齒輪機(jī)構(gòu)。所述泵輪與所述行星齒輪機(jī)構(gòu)和液力變矩器的輸入軸相聯(lián)結(jié)。其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，其軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片。所述從動(dòng)輪與所述液力變矩器的輸出軸相聯(lián)，并與泵輪相對(duì)安裝，其旋轉(zhuǎn)面視圖為圓形，其軸面剖視圖為半圓弧形，并有徑向弧形葉片，泵輪和從動(dòng)輪的葉片之間充滿(mǎn)工作液。渦輪安裝在泵輪和從動(dòng)輪之間的工作液由從動(dòng)輪回流到泵輪的區(qū)域，并靠近泵輪一側(cè)，與行星齒輪機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)。渦輪的葉片與轉(zhuǎn)動(dòng)方向成夾角。行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪、齒圈、行星架和行星齒輪組成。行星齒輪安裝于行星架的行星齒輪軸上，與齒圈和太陽(yáng)輪兩者嚙合。行星架與泵輪及輸入軸相聯(lián)結(jié)。當(dāng)太陽(yáng)輪與渦輪相聯(lián)結(jié)時(shí)，則齒圈固定。當(dāng)齒圈與渦輪相聯(lián)結(jié)時(shí)，則太陽(yáng)輪固定。
文檔編號(hào)F16H47/08GK103206508SQ20121025754
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者劉勇 申請(qǐng)人:袁麗君