CN116529507A - 扭矩传递装置 - Google Patents

Abstract

扭矩传递装置(10)，包括转速自适应减振器(14)，该转速自适应减振器具有减振质量(38)、布置在壳体(18)中，其中，壳体(18)至少部分地填充有工作介质，减振器(14)设计成补偿在运行状态下由于工作介质的与振动角度无关和与振动角度相关的阻尼效应。

Description

扭矩传递装置

技术领域

本发明涉及扭矩传递装置，其尤其用于机动车辆。

背景技术

在现有技术中已知具有在工作介质中工作的转速自适应减振器的扭矩传递装置。这种扭矩传递装置具有壳体，在该壳体中布置有转速自适应减振器，并且这种扭矩传递装置至少部分地填充有工作介质，尤其是油。在运行状态下，扭矩传递装置以及相应地壳体和减振器实施旋转的转动运动。结果，工作介质被沿径向向外抛出。因此，沿径向布置在外部的减振质量相对于工作介质实施相对运动。在减振质量排挤工作介质时，转速自适应减振器受到影响。由于在工作介质内的运动，减振质量受到剪力作用和浮力。这导致，与在干燥状态、即没有工作介质的情况下的运行相比，转速自适应减振器在有工作介质的情况下运行时的减振阶次减小。由此降低了用于抑制内燃机的转动不均匀性的效力。相应地，对于在干燥状态、即没有工作介质的情况下的运行，转速自适应减振器被调整到高于为应用情况设置的减振阶次。于是，在湿式运行状态下，减振器便具有正确的减振阶次。在此，由于剪力作用和浮力的已知的影响提供了减振阶次的恒定移位。

试验表明，除了恒定的阻尼效应外，在特定条件下还会出现与振动角度相关的阻尼效应。在减振质量处的非常狭小的空间情况下尤其如此。尤其是，由此可用于排挤工作介质的空间非常小。此外，与振动角度相关的阻尼效应还取决于减振质量的减振阶次，并且因此还取决于减振质量在周向方向上的摆动速度。相比于具有高的减振阶次的转速自适应减振器，在具有低的减振阶次的转速自适应减振器中的与振动角度相关的阻尼效应更大。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供扭矩传递装置，其还在出现与振动角度相关的阻尼效应时提供最佳的减振效果。

该目的通过根据要求1的扭矩传递装置实现。在从属权利要求中阐述了扭矩传递装置的有利的实施方案变体。

扭矩传递装置适用于机动车辆。扭矩传递装置尤其设置成布置在机动车辆的传动系中。扭矩传递装置有利地构造在驱动器、尤其内燃机和传动装置之间。

扭矩传递装置包括转速自适应减振器，该转速自适应减振器具有减振质量、布置在壳体内。壳体优选地液密地包围转速自适应减振器。尤其在扭矩传递装置的运行期间，壳体实施转动运动。有利地，转速自适应减振器直接或间接固定在壳体处。有利地，转速自适应减振器通过扭转减振器和/或扭矩变换器固定在壳体处。转速自适应减振器优选地包括多个减振质量。减振质量有利地布置在减振器载体处。减振质量有利地单件或多件式地构造。有利地，减振质量沿轴向布置在减振器载体的两侧，或沿轴向布置在减振器载体的多个减振器载体板之间。减振质量沿周向方向实施与转速相关的摆动运动，并且消除驱动器的转动不均匀性。

此外，壳体至少部分地填充有工作介质。工作介质有利地是油，尤其是传动装置用油。

此外，转速自适应减振器设计成，补偿在运行状态下由于工作介质的与振动角度无关和与振动角度有关的阻尼效应。如在说明书的开头部分中已经阐述的那样，在特定条件下，除了迄今已知的与振动角度无关的阻尼效应之外，还会出现与振动角度相关的阻尼效应。与此相应地，转速自适应减振器设计成，补偿因工作介质产生的与振动角度相关和与振动角度无关的阻尼效应，从而使得在有工作介质的情况下运行时，提供最佳地消除转动不均匀性。因此，相比于湿式工作介质，减振器的与振动角度相关的减振阶次与不使用工作介质的干式运行状态的不同之处在于，呈恒定的减振阶次移位的形式的与振动角度无关的阶次移位以及与振动角度相关的减振阶次移位。下面借助有利的实施方案变体阐述最佳的减振阶次的可行选择。通常，湿式运行状态下的最佳的减振阶次尽可能接近驱动器的激励阶次，并且在整个振动角度范围的大部分内几乎保持不变。由此实现激励的最佳消除。

这种与振动角度相关的阻尼效应尤其发生在狭小的空间条件下，其中仅提供非常小的空间用于排挤工作介质。在可比较的空间条件下，与具有更高的减振阶次的转速自适应减振器相比，对于具有低的减振阶次的转速自适应减振器，与振动角度相关的阻尼效应更强。

扭矩传递装置特别有利地具有扭矩变换器。这种扭矩变换器有利地具有涡轮、导轮以及泵轮。它们构造成通过工作介质在驱动器和传动装置之间提供力传递。

特别有利地，扭矩变换器的泵轮形成壳体的一部分。特别有利地，扭矩传递装置还具有锁止离合器。锁止离合器锁止扭矩变换器，通常在机动车辆完成启动过程之后。优选地，扭矩传递装置不包括扭转减振器，或者包括一个、两个或多个扭转减振器。涡轮特别有利地相对于力流接连在扭转减振器之前、接连在扭转减振器之后或接连在两个扭转减振器之间。另外，有利地，减振器相对于力流接连在扭转减振器之前、接连在扭转减振器之后或接连在两个扭转减振器之间。

下面阐述扭矩传递装置的有利的实施方案变体。

提出，减振器在没有工作介质的情况下运行时具有与减振质量的振动角度相关的减振阶次在有工作介质的情况下运行时具有减振阶次/>其中，/>和/>的区别在于与振动角度无关和与振动角度相关的减振阶次移位。

在具有工作介质的运行中，减振阶次在振动角度的大部分内是恒定的，并且优选地朝最大的振动角度失谐(verstimmt)。

还提出，其中，q_su是常数，/>是与减振质量的振动角度相关的函数。

在此，对于与振动角度无关的阻尼效应，q_su提供从干式运行状态到湿式运行状态的减振阶次移位。q_su基本上是常数。对于与振动角度相关的阻尼效应，提供从干式运行状态到湿式运行状态的减振阶次的变化。/>与减振质量的振动角度相关。/>是基本上线性地随着振动角度上升的函数。在这种情况下，基本上意指：函数沿着直线伸延，并且在此可在有限的程度内相对于直线向上或向下偏移。换句话说，/>由平均线性的函数形成。/>尤其是单调函数、平均单调的函数和/或关于振动角度均匀增加的函数。换句话说，在有工作介质的运行中，q_su和/>降低了干式减振器的减振阶次/>

特别有利地，在有工作介质的运行状态下，减振器在减振质量的整个振动角度的至少一部分、尤其大部分内提供阻尼，提供基本恒定的减振阶次。

消除均匀的阶次与在运行状态下和在工作介质中的减振器有关。由此在大的振动角度范围内提供最佳地消除转动不均匀性。换句话说，在湿式运行状态下，减振器的减振阶次在部分范围内、尤其在大部分范围内基本上恒定或平均恒定。因此，减振阶次可在一定限度内围绕线性平均地值移动。

特别有利地，减振阶次相对于激励阶次移位，尤其以在0.01至0.5之间的值移位。

根据传动系、扭矩传递装置和转速自适应减振器的设计，减振器的减振阶次可选择为高于或低于驱动器的激励阶次。激励阶次与激活运行的缸的数量相关。四缸例如提供2的激励阶次，六缸提供3的激励阶次。通过减振阶次相对于激励阶次的轻微移位，防止在共振内运行，但仍然提供最佳地消除转动不均匀性。在共振下运行减振器将由于在短时间内的极强的激励而损坏减振器。相对于激励阶次的设计移位的下限分别为0.01、0.02、0.03或0.04。减振阶次相对于激励阶次的移位的上限为0.4、0.3、0.25、0.2、0.15、0.13、0.12、0.11或0.1。通过组合上述上限值之一和上述下限值之一提供了特别有利的范围，在该范围内选择减振阶次相对于激励阶次的可行的移位。0.01至0.5、0.02至0.4、0.03至0.3、0.04至0.25、0.04至0.20以及0.04至0.15的设计移位尤其特别有利。

特别有利地，在第一振动角度范围内形成基本恒定的减振阶次，并且在第二振动角度范围内形成相对于激励阶次失谐的减振阶次。

第二振动角度范围有利地比第一振动角度范围具有更大的振动角度。第二振动角度范围优选地涉及在端部止挡处或在端部止挡之前的最大振动角度。特别有利地，第二振动角度范围在最大振动角度处结束。特别有利地，第二振动角度范围在最大振动角度的70％和90％之间开始，并且有利地延伸至端部止挡，即，最大振动角度的100％。从小的振动角度开始到更大的振动角度，失谐的减振阶次提供相对于激励阶次或共振的不断增加的失谐。因此，失谐的减振阶次可随着振动角度的增加而增大或减小，即，由上升、平均地上升、下降或平均地下降的函数形成。在此，可以不同的方式设计失谐的减振阶次的走向。特别有利地，失谐的减振阶次提供基本上线性增大或减小的减振阶次。换句话说，失谐的阶次远离激励阶次或共振，从而使得在大的振动角度的情况下提供相对于激励阶次的失谐。如果减振质量以大的振动角度运动，则激励明显降低，并且由此防止或至少大大衰减减振质量在端部止挡处的碰撞。失谐的减振阶次有利地由与振动角度相关的函数形成，该函数是单调的、严格单调的或平均单调的或平均严格单调的。

附图说明

下面示例性地借助于多幅附图进一步阐述扭矩传递装置。其中：

图1示出了在湿式运行中的具有转速自适应减振器的扭矩传递装置；

图2针对传统的设计示出了转速自适应减振器在湿式运行中测得的减振阶次；

图3示出了具有新的设计的改进的减振器在干式以及湿式运行中的减振阶次。

具体实施方式

在图1中示出了扭矩传递装置10。扭矩传递装置10设置成布置在机动车辆的传动系中。扭矩传递装置10可通过输入侧E与呈内燃机的形式的驱动器连接。此外，扭矩传递装置10可在输出侧A与未示出的传动装置连接。扭矩传递装置10用于传力和启动单元。为此，扭矩传递装置10将由驱动器提供的转动运动传递给传动装置，并且提供消除驱动器的转动不均匀性。

扭矩传递装置10包括扭矩变换器12、转速自适应减振器14以及锁止离合器16。扭矩变换器12、减振器14以及锁止离合器16布置在壳体18内。壳体液密地设计，并且至少部分地填充有工作介质，尤其填充有传动装置用油。在此，壳体18包括壳体杯形部20以及泵轮22。泵轮22具有形成壳体的一部分的板材部分以及实施在板材部分处的泵叶片。壳体杯形部20和泵轮22彼此沿轴向布置，并且彼此固定连接，尤其是通过焊接连接。壳体杯形部20和泵轮22彼此液密地连接。

驱动器的转动运动通过一个或多个输入元件传递给壳体18。然后，引入的转动运动通过扭矩变换器12或锁止离合器16朝与传动装置的输入轴不可相对转动地连接的毂部24传递。毂部24是输出元件。

扭矩变换器12包括泵轮22、涡轮26以及导轮28。在运行中，扭矩变换器12填充有工作介质，尤其是传动装置用油，并且将泵轮22的转动运动传递给涡轮26。扭矩变换器的工作方式在现有技术中是已知的，因此不进一步进行阐述。

锁止离合器16构造为湿式多片离合器。锁止离合器包括呈输入盘片载体与输入盘片的形式的输入元件30，其与壳体18不可相对转动地连接。锁止离合器16还包括呈输出盘片载体与输出盘片的形式的输出元件32，其与毂部24不可相对转动地连接。输入盘片尤其不可相对转动地布置在由壳体杯形部20形成的输入盘片载体处，并且输出盘片不可相对转动地布置在与毂部24固定连接的输出盘片载体处。锁止离合器16的输入盘片和输出盘片沿轴向依次布置，并且可相对彼此旋转地布置。盘片可通过操纵活塞34沿轴向彼此预紧，从而提供摩擦配合的连接。借助操纵活塞34打开或闭合锁止离合器16，由此可通过闭合锁止离合器16锁止扭矩变换器12。

减振器14包括减振器载体36以及沿周向方向均匀分布的多个减振质量38。减振器载体36通过两个减振器载体板36a和36b形成，它们沿轴向相邻于减振质量38来构造，并且将减振质量容纳在减振器载体板之间。此外，减振器载体36通过减振器载体板36a在沿径向外周处固定在壳体18处。为此，壳体18沿轴向在壳体杯形部20和泵轮22之间在沿径向内置的区域处具有用于第一减振器载体板36a的容纳部，以用来固定。减振质量38由多个单个的板材部分形成，它们沿轴向彼此相邻地布置。减振质量38通过摆动滚子(Pendelrolle)引导，它们在图1的截面图中不可见。减振质量38以及减振器载体板36a、36b具有彼此关联的导轨，摆动滚子接合到该导轨中。摆动滚子沿着导轨滚动，并且提供减振质量38的晃动或摆动的运动。在替代的实施方案变体中，减振器载体还可居中地构造，其中，减振质量多件式地构造，并且减振质量的部件沿轴向布置在减振器载体的两侧。

在图2中以示意性的图示示出了图1的扭矩传递装置10的转速自适应减振器的减振阶次。转速自适应减振器14根据通常的设计规则设计，其补偿工作介质的迄今为止已知的与振动角度无关的阻尼效应。相对于X轴40绘出了振动角度，以及相对于Y轴42绘出了减振阶次。线44示出了在有工作介质的运行状态下根据迄今为止已知的设计规则预期的减振阶次。在已知的设计规则的情况下，相对于工作介质考虑了由于包括剪切作用和浮力的阻尼效应的恒定值的减振阶次移位。然而，在试验中，测得根据线46的减振阶次。如看出的那样，转速自适应减振器的提供的减振阶次随着振动角度的增加而意外下降。

减振阶次的下降是由于在转速自适应减振器14、尤其减振质量38的区域中的空间条件，如图1所示。在此，在沿径向外部的区域中，在径向方向以及轴向方向上存在相对较小的空间48，工作介质可转移到该空间中。在减振质量38的周向摆动运动的情况下，由于排挤效应出现相应的反作用力。该反作用力或阻尼效应取决于振动角度、空间条件、减振阶次以及减振质量的周向速度。根据线46的转速自适应减振器的减振阶次对于在机动车辆中的运行无效益，因此不适合。

在图3中示出了新设计的转速自适应减振器14的减振阶次的走向，其除了与振动角度无关的阻尼效应之外还考虑与振动角度相关的阻尼效应。在此，同样在X轴40上示出了振动角度，在Y轴42上示出了减振阶次。在此，Y轴42被归一化为驱动器的激励阶次。

根据线50示出了转速自适应减振器在干式运行状态下的减振阶次关于振动角度的走向。线52示出了同一转速自适应减振器在湿式运行状态下的减振阶次关于振动角度的走向。线50对应于减振阶次线52对应于减振阶次/>

可看出，线50相对于线52在0°的摆动角度处移位了恒定值或偏移Δy，即恒定的减振阶次移位q_su。这对应于与转速无关的阻尼效应。此外，线50关于摆动角度至少在第一摆动角度范围0至A内基本上均匀地或平均地线性上升。这通过虚线54再次说明。虚线54平均地对应于与振动角度相关的阻尼效应，其由于减振阶次移位而变得明显。

因此，在针对干式减振阶次的设计中已经保留了减振阶次移位q_su和从而在湿式运行状态下提供接近激励阶次的最佳减振阶次。尤其是，/>

与驱动器的激励阶次相比，在0到A的第一振动角度范围内的恒定的减振阶次以最小程度偏移。在此，可从整体说明部分中获取减振阶次的偏移的相应的值。在图3中还可看出，根据线52的减振阶次在从0到A的范围内经历小的偏差或波动，从而减振阶次平均地是恒定的。示出的偏差非常小，但对于其他转速自适应减振器还可能更大。

为了进一步优化减振阶次，仅在从0至A的第一振动角度范围内形成恒定的减振阶次。在从A至B的第二振动角度范围中形成失谐的减振阶次。在端部区域中，在从A至B的高的振动角度的情况下，其中，B在此说明了减振质量的最大振动角度，转速自适应减振器的减振阶次上升，或者偏离激励阶次地失谐。失谐的减振阶次尤其平均地线性上升，并且严格单调上升。通过减振阶次远离激励减振阶次的移位或失谐，在振动角度端部范围内提供减振质量的最佳的阻尼。

由此抑制或避免减振质量在端部止挡处的撞击。

在替代的实施方案变体中，还可将减振阶次选择成低于激励阶次。在此，在从A至B的第二振动角度范围中，失谐的减振阶次相应减小。

附图标记列表

10 扭矩传递装置

12 扭矩变换器

14 减振器

16 锁止离合器

18 壳体

20 壳体杯形部

22 泵轮

24 毂部

26 涡轮

28 导轮

30 输入元件

32 输出元件

34 操纵活塞

36 减振器载体

36a 减振器载体板

36b 减振器载体板

38 减振质量

40x轴(振动角度)

42y轴(减振阶次)

44线

46线

48空间线/减振阶次(干式)

线/减振阶次(湿式)

线/与振动角度相关的减振阶次移位Δy/q_su偏移/与振动角度无关的减振阶次移位A输出侧

E输入侧。

Claims (6)

1.扭矩传递装置(10)，包括：

·转速自适应减振器(14)，该转速自适应减振器具有减振质量(38)、布置在壳体(18)内，

·其中，所述壳体(18)至少部分地填充有工作介质，

·所述减振器(14)设计成补偿在运行状态下由于所述工作介质的与振动角度无关和与振动角度相关的阻尼效应。

2.根据权利要求1所述的扭矩传递装置(10)，其特征在于，所述减振器(14)在没有工作介质的运行中具有与所述减振质量(38)的振动角度相关的减振阶次q_t(φ)，在有工作介质的运行中具有减振阶次q_b(φ)，其中，q_t(φ)和q_b(φ)的不同之处在于与振动角度无关和与振动角度相关的减振阶次移位。

3.根据上述权利要求中任一项所述的扭矩传递装置(10)，其特征在于，q_b(φ)＝q_t(φ)-q_su-q_sa(φ)，其中，q_su基本上是常数，并且q_sa(φ)是与减振质量(38)的振动角度相关的函数。

4.根据上述权利要求中任一项所述的扭矩传递装置(10)，其特征在于，所述减振器(14)在有工作介质的运行状态下在所述减振质量(38)的整个振动角度的至少一部分(0至A)、尤其大部分内提供基本恒定的减振阶次。

5.根据上述权利要求中任一项所述的扭矩传递装置(10)，其特征在于，所述减振阶次相对于激励阶次移位，尤其以在0.01至0.5之间的值移位。

6.根据上述权利要求中任一项所述的扭矩传递装置(10)，其特征在于，在第一振动角度范围(0至A)中形成基本恒定的减振阶次，并且在第二振动角度范围(A至B)中形成相对于所述激励阶次失谐的减振阶次。