[发明专利]起步环体扭矩变换器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年9月17日提交的美国临时申请No.61/702033的权益。以上申请的公开通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开涉及流体动力驱动机构，且更具体而言，涉及包括叶轮，涡轮，以及定子的扭矩变换器组件。

背景技术

本部分的声明仅仅提供关于本公开的背景信息，并且可构成现有技术，或者可不构成现有技术。

当前的自动动力变速器通常包括流体动力输入装置，诸如扭矩变换器或者流体联接器。扭矩变换器在车辆怠速状态期间自动地使旋转的发动机输出轴与变速器输入轴脱开，以使得车辆能够停止而不会使发动机失速。扭矩变换器还起到扭矩倍增器的作用，其在低速范围中增大递送到变速器的发动机扭矩，直到扭矩变换器输出速度大约与输入(发动机)速度匹配。

扭矩变换器包括三个带叶片的扇状轮：发动机驱动的叶轮，流体涡轮，以及流体定子。发动机驱动的叶轮使流体加速以便通到涡轮。涡轮将来自叶轮的流体能量转变成机械能量，其被传递到变速器的输入轴。设置在叶轮的流体入口与涡轮的流体出口之间的定子机构使来自涡轮的流体转向到叶轮，由此改进流动效率，并提高流体动力扭矩变换器的扭矩倍增。流体从叶轮的内部环体段基本沿径向向外在环体路径中传送，且然后在基本环体路径中传送通过涡轮中的路径而回到定子。

定子由多个定子叶片组成，它们在一端处连接到比较小的环-壳体的内部部分，而在另一端处连接到更大的环-芯部。流过定子的流体沿着定子叶片传送。这些叶片迫使流体改变方向，从而离开定子的流体进入泵，沿着与泵旋转相同的方向流动，由此保存动力。

扭矩变换器性能的度量之一是“K系数”。K系数是在任何扭矩变换器操作点处测量的扭矩变换器输入速度与发动机扭矩输出平方根的比。扭矩变换器的“操作点”又典型地由输出速度与输入速度的比来限定，该比也称为速度比。

扭矩变换器占据动力系组件中的空间，而空间是非常珍贵的。具有高齿轮含量的变速器留下较少的用于扭矩变换器的轴向空间。然而，典型地已知具有沿轴向紧凑的环体的扭矩变换器承担增大的涡凹风险，这会增大K系数且可呈现不合乎需要的噪音。在所有条件相同的情况下，期望在整个速度比范围上获得低的K系数。通过扭矩变换器的提高的能量传递效率也是高度期望的目标。因此，存在对于如下扭矩变换器的需求：其可匹配到小的轴向空间中，但其仍然可满足针对K系数以及扭矩变换器的总体性能的希望的设计目标。

发明内容

本公开提供了扭矩变换器，其具有：沿轴向紧凑的环体，和在给定环体的轴向大小的情况下提供预料不到地良好的流体动力性能的叶片。在一些实施例中，扭矩变换器具有高K系数延展和联接能力，以实现紧密地电子控制容量离合器(ECCC)滑移速度控制。

在一种变型中，提供了扭矩变换器，其包括环形壳体，泵部件，涡轮部件以及定子部件。涡轮部件与泵部件相对。在一种变型中，扭矩变换器具有大约0.15至0.17的环体宽度与扭矩变换器直径比。

在一些实施例中，本文中公开的扭矩变换器具有以下特性中的一个或多个：大约0.73至0.78的宽高比(环体宽度除以环体高度)；大约0.053至0.057的通道高度与扭矩变换器直径比；大约0.55至大约0.61的环体位置(2乘以定子壳体半径除以扭矩变换器直径)；局部长度分数处的大约75%至90%的环体面积比分布；大约0.89至0.90的联接速度比；大约1.01至1.10的留滞(K_cp/K_s)；在壳体处比在芯部处具有更长长度的定子环体；大约1.2至1.9的壳体处的环体长度与芯部处的环体长度之比；在壳体处比在芯部处具有更小的叶片角的扭转的定子叶片；具有大约12到17度的入口芯部角减去入口壳体角之差的定子叶片；以及具有大约9到22度的出口芯部角减去出口壳体角之差的定子叶片。

在可与本文中描述的其它变型结合或者与它们分开的一种变型中，提供了一种用于机动车辆的扭矩变换器。该扭矩变换器包括构造成由机动车辆的原动机液压地驱动的叶轮部件，和构造成以便从叶轮部件接收流体能量以及将流体能量转换成机械能量的涡轮部件。该涡轮部件与叶轮部件相对地设置。该叶轮部件和涡轮部件协作来限定环体宽度L_t和扭矩变换器直径D。定子部件设置在叶轮部件与涡轮部件之间。该定子部件构造成以便增大扭矩变换器的扭矩倍增。该扭矩变换器具有在大约0.15到大约0.17的范围内的环体宽度L_t与扭矩变换器直径D之比(L_t/D)。