[發明專利]起步環體扭矩變換器

在審

• 申請號: 201310423003.1
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103671802A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: J.M.施維策爾;S.周
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F16H41/04
• 分類號: F16H41/04;F16H41/26;F16H41/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馮春時;傅永霄

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年9月17日提交的美國臨時申請No.61/702033的權益。以上申請的公開通過引用結合在本文中。

技術領域

本公開涉及流體動力驅動機構，且更具體而言，涉及包括葉輪，渦輪，以及定子的扭矩變換器組件。

背景技術

本部分的聲明僅僅提供關于本公開的背景信息，并且可構成現有技術，或者可不構成現有技術。

當前的自動動力變速器通常包括流體動力輸入裝置，諸如扭矩變換器或者流體聯接器。扭矩變換器在車輛怠速狀態期間自動地使旋轉的發動機輸出軸與變速器輸入軸脫開，以使得車輛能夠停止而不會使發動機失速。扭矩變換器還起到扭矩倍增器的作用，其在低速范圍中增大遞送到變速器的發動機扭矩，直到扭矩變換器輸出速度大約與輸入(發動機)速度匹配。

扭矩變換器包括三個帶葉片的扇狀輪：發動機驅動的葉輪，流體渦輪，以及流體定子。發動機驅動的葉輪使流體加速以便通到渦輪。渦輪將來自葉輪的流體能量轉變成機械能量，其被傳遞到變速器的輸入軸。設置在葉輪的流體入口與渦輪的流體出口之間的定子機構使來自渦輪的流體轉向到葉輪，由此改進流動效率，并提高流體動力扭矩變換器的扭矩倍增。流體從葉輪的內部環體段基本沿徑向向外在環體路徑中傳送，且然后在基本環體路徑中傳送通過渦輪中的路徑而回到定子。

定子由多個定子葉片組成，它們在一端處連接到比較小的環-殼體的內部部分，而在另一端處連接到更大的環-芯部。流過定子的流體沿著定子葉片傳送。這些葉片迫使流體改變方向，從而離開定子的流體進入泵，沿著與泵旋轉相同的方向流動，由此保存動力。

扭矩變換器性能的度量之一是“K系數”。K系數是在任何扭矩變換器操作點處測量的扭矩變換器輸入速度與發動機扭矩輸出平方根的比。扭矩變換器的“操作點”又典型地由輸出速度與輸入速度的比來限定，該比也稱為速度比。

扭矩變換器占據動力系組件中的空間，而空間是非常珍貴的。具有高齒輪含量的變速器留下較少的用于扭矩變換器的軸向空間。然而，典型地已知具有沿軸向緊湊的環體的扭矩變換器承擔增大的渦凹風險，這會增大K系數且可呈現不合乎需要的噪音。在所有條件相同的情況下，期望在整個速度比范圍上獲得低的K系數。通過扭矩變換器的提高的能量傳遞效率也是高度期望的目標。因此，存在對于如下扭矩變換器的需求：其可匹配到小的軸向空間中，但其仍然可滿足針對K系數以及扭矩變換器的總體性能的希望的設計目標。

發明內容

本公開提供了扭矩變換器，其具有：沿軸向緊湊的環體，和在給定環體的軸向大小的情況下提供預料不到地良好的流體動力性能的葉片。在一些實施例中，扭矩變換器具有高K系數延展和聯接能力，以實現緊密地電子控制容量離合器(ECCC)滑移速度控制。

在一種變型中，提供了扭矩變換器，其包括環形殼體，泵部件，渦輪部件以及定子部件。渦輪部件與泵部件相對。在一種變型中，扭矩變換器具有大約0.15至0.17的環體寬度與扭矩變換器直徑比。

在一些實施例中，本文中公開的扭矩變換器具有以下特性中的一個或多個：大約0.73至0.78的寬高比(環體寬度除以環體高度)；大約0.053至0.057的通道高度與扭矩變換器直徑比；大約0.55至大約0.61的環體位置(2乘以定子殼體半徑除以扭矩變換器直徑)；局部長度分數處的大約75%至90%的環體面積比分布；大約0.89至0.90的聯接速度比；大約1.01至1.10的留滯(K_cp/K_s)；在殼體處比在芯部處具有更長長度的定子環體；大約1.2至1.9的殼體處的環體長度與芯部處的環體長度之比；在殼體處比在芯部處具有更小的葉片角的扭轉的定子葉片；具有大約12到17度的入口芯部角減去入口殼體角之差的定子葉片；以及具有大約9到22度的出口芯部角減去出口殼體角之差的定子葉片。

在可與本文中描述的其它變型結合或者與它們分開的一種變型中，提供了一種用于機動車輛的扭矩變換器。該扭矩變換器包括構造成由機動車輛的原動機液壓地驅動的葉輪部件，和構造成以便從葉輪部件接收流體能量以及將流體能量轉換成機械能量的渦輪部件。該渦輪部件與葉輪部件相對地設置。該葉輪部件和渦輪部件協作來限定環體寬度L_t和扭矩變換器直徑D。定子部件設置在葉輪部件與渦輪部件之間。該定子部件構造成以便增大扭矩變換器的扭矩倍增。該扭矩變換器具有在大約0.15到大約0.17的范圍內的環體寬度L_t與扭矩變換器直徑D之比(L_t/D)。