CN220668296U - 一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器，包括盖‑锁止离合器分总成、减振器分总成、涡轮分总成、泵轮分总成和导轮分总成；其中：盖‑锁止离合器分总成为双摩擦片锁止机构，减振器分总成为内外双层弹簧并联的减振系统，涡轮分总成与泵轮总成之间安装导轮分总成，涡轮分总成与减振器分总成的下盖板连接。本实用新型的优点是实现轻量化、高能容和扁平化。

Description

一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器

技术领域

本实用新型涉及液力变矩器，特别涉及一种应用于自动变速器的轻量化高能容扁平化的液力变矩器。

背景技术

9AT变速箱如今已经做到了与6AT变速箱相仿的体积，还拥有更好的平顺性和响应速度。非常适用于SUV、MPV、高性能车型以及顶级豪华车，如本田冠道，克莱斯勒Pacifica，奔驰E43 AMG。这些车型本身自重较大、动力输出强大、扭矩强劲。并且9AT变速箱提供更多的挡位使发动机在大多数时间都可处在能耗较低的状态，有助于提高整车的燃油经济性。另外9AT第一挡的大齿比以及密齿分布有助于提高车的加速性能，有利于SUV、MPV和高性能豪华车。同时对液力变矩器的要求也日益严苛。

为了提高传动效率，减少油耗，同时并不破坏驾驶舒适性。对锁止离合器的要求也越来越高。也由传统的单片离合器逐步向多片式锁止离合器转变。随着变速箱壳体空间的压缩，在6AT的时间空间中，要想实现500Nm锁止扭矩传输，需要设计出更加精简和巧妙的机构实现大的扭矩传递，以上是本实用新型需要着重解决的地方。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器，实现轻量化、高能容和扁平化。

为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器，包括盖-锁止离合器分总成、减振器分总成、涡轮分总成、泵轮分总成和导轮分总成；其中：

所述盖-锁止离合器分总成，为双摩擦片的锁止机构，满足在较小的压差下传递较大的扭矩；双摩擦片贴在驱动盘上，当锁止离合器锁止时，双摩擦片与盖冲压件贴合，快速拉紧活塞，实现锁止离合扭矩传递；回位机构使锁止离合器在开启工况，双摩擦片与活塞快速分离，减少拖曳扭矩的产生，实现液力变矩器变矩的功能；

所述减振器分总成，为内外双层弹簧并联的减振系统；锁止离合器开启工况，减振系统不工作；锁止离合器锁止工况，驱动片带动外层弹簧减振系统运动，外层弹簧减振系统带动减振器轴套板运动，最后带动内层弹簧减振系统运动，实现内、外双层减振的效果，实现44.1°大转角，一级刚度在11.7Nm/°，极限扭矩在Min.520Nm的减振效果。

所述盖-锁止离合器分总成，包括盖冲压件和锁止离合器，盖冲压件上带有自冲压铆钉，回位片的一端通过盖自冲压铆钉与盖冲压件相连，回位片的另一端通过活塞自冲压铆钉与活塞相连，构成回位机构。通过结构件本身材料进行铆接连接，即节省了铆钉零件，也节省了铆钉空间。

所述内外双层弹簧并联的减振系统包括内层弹簧减振系统和外层弹簧减振系统，内层弹簧减振系统包括上盖板、下盖板、内弹簧组件和减振器轴套板，内弹簧组件安装在减振器轴套板、上盖板和下盖板之间。

所述减振器轴套板的左右两侧增加离心摆，带有离心摆减振器的吸振频率与发动机转速成正比例关系，最大程度降低发动机引起的扭转振动，减振效果更优，扩大对减振性能的要求。

所述内外双层弹簧并联的减振系统为模块化设计，根据减振需求选装离心摆。

所述上盖板、下盖板和涡轮轴套之间通过铆钉铆接。

所述外层弹簧减振系统包括弹簧夹盘、外弹簧组件和减振器轴套板，外弹簧组件安装在弹簧夹盘和减振器轴套板之间，弹簧夹盘和减振器轴套板连接。

所述泵轮分总成、涡轮分总成和导轮分总成构成液力变矩器的扁平循环圆，泵轮分总成、涡轮分总成和导轮分总成均设有多个叶片。

所述涡轮分总成与泵轮总成之间安装导轮分总成，涡轮分总成与减振器分总成的下盖板连接；进一步地，下盖板与涡轮分总成的涡轮壳体连接。

所述涡轮分总成，包括涡轮叶片、涡轮壳体、涡轮内环、涡轮轴套，涡轮叶片插在带有卡脚的涡轮壳体上，涡轮内环滚铆在涡轮叶片上，涡轮轴套与涡轮壳体连接，形成液力变矩器的输出端。

所述涡轮壳体上开有相应数量的卸荷孔，降低液力变矩器在工作时候的轴向力；涡轮叶片卡脚有两处采用凸包式插脚，凸包式插脚的结构节省了安装空间，有效预防与外层弹簧减振系统的干涉风险。

所述导轮分总成，包括导轮壳体、单项离合器和涡轮轴承，单项离合器包括外环、滚子、簧片和单项离合器内环；外环压装在导轮壳体上，单项离合器内环安装在导轮定位孔中，簧片和滚子安装在外环和单项离合器内环形成的楔形空间中。

所述导轮分总成安装好单项离合器后，需要压装涡轮轴承。所述涡轮轴承起到推力轴承的作用，涡轮轴承压装在导轮特定的卡槽中，作为轴承挡板，相比通用的导轮分总成，减少了一个导轮端盖部件。

在锁止离合器开启工况，所述单项离合器处于锁死状态；在锁止离合器闭锁工况，所述单项离合器处于自由转动状态。

所述泵轮分总成，包括泵轮壳体、泵轮叶片、泵轮内环和泵轮轴套；泵轮叶片插在泵轮壳体上的槽内，泵轮内环与泵轮叶片连接，形成液力变矩器的输入端；泵轮轴套与泵轮壳体连接。进一步的，采用微法兰形式的泵轮轴套与泵轮壳体采用激光焊接的方式连接。

所述泵轮分总成与盖-锁止离合器分总成的盖冲压件连接，通过弧焊的方式焊接在一起。

本实用新型液力变矩器的工作原理：

在锁止离合器开启工况，当汽车处于起步加速阶段，需要涡轮传递扭矩时，控制活塞左侧的油压大于活塞右侧的油压，液流从活塞左侧向活塞右侧移动，活塞向右移动，并使锁止离合器与活塞分离，锁止离合器不起作用。动力通过发动机传递给盖冲压件，盖冲压件传递给泵轮分总成，泵轮分总成通过液流将动力传递给涡轮分总成，涡轮分总成将动力传递给导轮分总成，经过导轮分总成换向增扭后，最终传回给涡轮分总成，涡轮分总成经过内层弹簧减振系统后通过涡轮轴套传递给变速箱输入轴；

在锁止离合器锁止工况，当涡轮转速达到一定值或者涡轮与泵轮的转速比达到一定值时，不需要涡轮传递扭矩而要通过摩擦片直接输出扭矩时，控制活塞右侧的油压大于活塞左侧的油压时，液流从活塞右侧向活塞左侧移动，活塞向左移动，同时逐渐将摩擦副压在盖冲压件上，此时摩擦片将在盖冲压件和活塞上滑磨；随着压力逐渐增大，当活塞两侧的油压差达到某一个值时，摩擦片与压盘上的滑磨结束，摩擦片将随着盖冲压件同步旋转，离合器锁止。动力通过发动机传递给盖冲压件，盖冲压件传递给锁止离合器，锁止离合器通过驱动盘传递给外层弹簧减振系统，外层弹簧减振系统传递给内层弹簧减振系统，最后通过涡轮轴套传递给变速箱输入轴，最终实现内、外双层减振的效果。

本实用新型的优越功效在于：

本实用新型设置双摩擦片的锁止机构，采用了盖和活塞自带铆钉的回位机构，使活塞快速分离，能承受更大的输出扭矩；能满足在较小的压差下传递较大的扭矩，实现高扭矩能容，其最大扭矩达到604Nm@800Kpa；

2）本实用新型在减振器分总成中，可根据减振需求，决定是否选装离心摆；不带离心摆的减振系统由内、外双层减振弹簧组成，能够实现双层减振；

3）本实用新型盖冲压件和活塞设有自冲压铆钉，通过结构件本身材料进行铆接，既节省了铆钉零件，又节省了铆钉空间；

4）本实用新型的回位机构，在锁止离合器开起工况能快速脱开活塞，实现液力变矩功能；在锁止离合器闭合工况，快速拉紧活塞，实现锁止离合扭矩传递。经试验验证，锁止响应时间是同规格单片锁止离合机构响应时间的1/10，本实用新型的锁止响应时间为0.08s；

5）本实用新型采用的扁平循环圆结构，为实现大转角高扭矩的模块化减振系统提供足够的设计空间；

6）本实用新型通过自冲铆钉的盖-锁止离合器分总成，减少额外的铆钉数量；扁平的循环圆，减少传统循环圆的空间；模块化的减振系统，实现高的传动效率和经济性能；涡轮轴承压装导轮特定槽位，减少导轮端盖零件的使用，具有液力变矩器轻量化设计的理念。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例液力变矩器的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例盖-锁止离合器分总成的结构示意图；

图3和图4为本实用新型具体实施例减振器分总成的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例涡轮分总成的剖视图；

图6和图7为本实用新型具体实施例涡轮分总成的结构示意图；

图8和图9为本实用新型具体实施例导轮分总成的结构示意图；

图10为本实用新型具体实施例泵轮分总成的结构示意图；

图11为本实用新型具体实施例循环圆的示意图；

图12为本实用新型具体实施例液力性能示意图；

图中标号说明：

1—盖-锁止离合器分总成；

11—双摩擦片；

12—回位机构； 1201—回位片；

13—盖冲压件； 1301—自冲压铆钉；

14—活塞； 1401—活塞自冲压铆钉；

15—驱动盘；

2—减振器分总成；

21—外层弹簧减振系统；

2101—弹簧夹盘； 2102—外弹簧组件；

22—内层弹簧减振系统；

2201—上盖板； 2202—下盖板；

2203—内弹簧组件；

23—离心摆； 24—减振器轴套板；

25—减振器盖板；

3—涡轮分总成；

31—涡轮壳体； 32—涡轮叶片；

33—涡轮内环； 34—涡轮轴套；

35—卸荷孔； 36—凸包式插脚；

4—导轮分总成；

41—滚子； 42—外环；

43—簧片； 44—单项离合器内环；

45—泵轮侧轴承； 46—轴承座圈；

5—泵轮分总成；

51—泵轮壳体； 52—泵轮叶片；

53—泵轮内环； 54—泵轮轴套。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器，包括盖-锁止离合器分总成1、减振器分总成2、涡轮分总成3、导轮分总成4和泵轮分总成5；其中：

如图2所示，所述盖-锁止离合器分总成1在6AT的空间中，为双摩擦片锁止机构，包括盖冲压件13和锁止离合器，盖冲压件13上带有盖自冲压铆钉1301，回位片1201的一端通过盖自冲压铆钉1301与盖冲压件13相连，回位片1201的另一端通过活塞自冲压铆钉1401与活塞14相连，构成回位机构12；所述锁止离合器包括双片摩擦片11和驱动盘15，双摩擦片11粘贴在驱动盘15的两侧；锁止离合器锁止时，双摩擦片11与盖冲压件13贴合；锁止离合器开启工况时，双摩擦片11与活塞14快速分离，减少拖曳扭矩的产生。

如图3和图4所示，所述减振器分总成2，为内外双层弹簧并联的减振系统。外层弹簧减振系统21包括弹簧夹盘2101、外弹簧组件2102和减振器轴套板24，外弹簧组件2102安装在弹簧夹盘2101和减振器轴套板24之间，弹簧夹盘2101和减振器轴套板24通过铆钉铆接。内层弹簧减振系统22包括上盖板2201、下盖板2202、内弹簧组件2203和减振器轴套板24，内弹簧组件2203安装在减振器轴套板24、上盖板2201和下盖板2202之间；上盖板2201、下盖板2202和涡轮轴套34之间通过铆钉铆接；下盖板2202与涡轮分总成的涡轮壳体31铆接。

所述减振器分总成2为模块化设计，根据减振需求，选择安装离心摆23。在减振器轴套板24的左右两侧增加离心摆23，随着离心摆23的引入，带有离心摆减振器的吸振频率与发动机转速成正比例关系，最大程度降低发动机引起的扭转振动，整个减震系统得到更佳的减振效果。

在锁止离合器锁止的情况下，驱动片带动外层弹簧减振系统21运动，外层弹簧减振系统21带动减振器轴套板24运动，最后带动内层弹簧减振系统22运动，最终实现内、外双层减振的效果，实现44.1°大转角，一级刚度在11.7Nm/°，极限扭矩在Min.520Nm的减振效果。

如图11所示，所述泵轮分总成5、涡轮分总成3和导轮分总成4构成液力变矩器的扁平循环圆，涡轮分总成3与泵轮总成5之间安装导轮分总成4；泵轮分总成5、涡轮分总成3和导轮分总成4均设有多个叶片，其中：

循环圆直径φD为240±2mm，循环圆宽度比ω为0.35；

泵轮中间流线进口半径ρ_BI为80.97mm-81.37mm；

泵轮中间流线出口半径ρ_BA为114.3mm-114.7mm；

涡轮中间流线进口半径ρ_TI为81.05mm-81.45mm；

涡轮中间流线出口半径ρ_TA为114.3mm-114.7mm；

导轮中间流线进口半径ρ_SI为79.22mm-79.62mm；

导轮中间流线出口半径ρ_SA为79.03mm-79.43mm；

泵轮叶片进口角 β_BI为45°-47°；

泵轮叶片出口角 β_BA为145°-147°；

涡轮叶片进口角 β_BI为140°-142°；

涡轮叶片出口角 β_BA为42°-44°；

导轮叶片进口角 β_BI为108°-110°；

导轮叶片出口角 β_BA为172°-174°；

泵轮叶片数量Ζ_B为34；

涡轮叶片数量Z_T为39；

导轮叶片数量Z_S为37；

泵轮环流截面面积S_B为540.7mm²；

涡轮环流截面面积S_T为405.4mm²；

导轮环流截面面积S_S为150.5mm²。

如图5、图6和图7所示，所述涡轮分总成3，包括涡轮叶片32、涡轮壳体31、涡轮内环33、涡轮轴套34；所述涡轮分总成3与减振器分总成的下盖板2201连接，涡轮叶片32插在带有卡脚的涡轮壳体31上，涡轮内环33滚铆在涡轮叶片32上，涡轮轴套34与涡轮壳体31通过铆钉铆接在一起，形成液力变矩器的输出端；涡轮壳体31上开有相应数量的卸荷孔35，有效降低液力变矩器在工作时候的轴向力；涡轮壳体31采用凸包式插脚36，凸包式插脚36的结构节省了安装空间，有效预防与外层弹簧减振系统21的干涉风险。

如图8和图9所示，所述导轮分总成4，包括导轮壳体、单项离合器、涡轮轴承，单项离合器包括外环42、滚子41、簧片43和单项离合器内环44；如图8所示，外环42压装在导轮壳体上，单项离合器内环44安装在导轮定位孔中，簧片43和滚子41安装在外环42和单项离合器内环44形成的楔形空间中。锁止离合器开启工况，单项离合器处于锁死状态，此时导轮分总成4在液力变矩器中起到换向变矩的作用；锁止离合器锁止工况，单项离合器处于自由转动状态。如图9所示，导轮分总成4利用泵轮侧轴承座圈46作为导轮挡板，节省了一个结构件，进一步节省空间,相应节省了制造成本。

所述导轮分总成4安装好单项离合器后，需要压装涡轮轴承。所述涡轮轴承起到推力轴承的作用，涡轮轴承压装在导轮特定的卡槽中，作为轴承挡板，相比通用的导轮分总成，减少了一个导轮端盖部件，实现液力变矩器轻量化设计的目标。

如图10所示，所述泵轮分总成5，包括泵轮壳体51、泵轮叶片52、泵轮内环53和泵轮轴套54；泵轮叶片52插在泵轮壳体51上的槽内，泵轮内环53与泵轮叶片52滚铆在一起，形成液力变矩器的输入端；采用微法兰形式的泵轮轴套54与泵轮壳51采用激光焊接的方式连接；泵轮分总成5与盖冲压件13是通过弧焊的方式焊接在一起，使得整个液力变矩器的轴向空间更小。

本实用新型液力变矩器的工作原理，液力性能如图12所示：

在锁止离合器开启工况，当汽车处于起步加速阶段，需要涡轮传递扭矩时，控制活塞左侧的油压大于活塞右侧的油压，液流从活塞左侧向活塞右侧移动，活塞向右移动，并使锁止离合器与活塞分离，锁止离合器不起作用。动力通过发动机传递给盖冲压件，盖冲压件传递给泵轮分总成，泵轮分总成通过液流将动力传递给涡轮分总成，涡轮分总成将动力传递给导轮分总成，经过导轮分总成换向增扭后，最终传回给涡轮分总成，涡轮分总成经过内层弹簧减振系统后通过涡轮轴套传递给变速箱输入轴；

在锁止离合器锁止工况，当涡轮转速达到一定值或者涡轮与泵轮的转速比达到一定值时，不需要涡轮传递扭矩而要通过摩擦片直接输出扭矩时，控制活塞右侧的油压大于活塞左侧的油压时，液流从活塞右侧向活塞左侧移动，活塞向左移动，同时逐渐将摩擦副压在盖冲压件和活塞上，此时摩擦片将在盖冲压件和活塞上滑磨；随着压力逐渐增大，当活塞两侧的油压差达到某一个值时，摩擦片与压盘上的滑磨结束，摩擦片将随着盖冲压件同步旋转，离合器锁止。动力通过发动机传递给盖冲压件，盖冲压件传递给锁止离合器，锁止离合器通过驱动盘传递给外层弹簧减振系统，外层弹簧减振系统传递给内层弹簧减振系统，最后通过涡轮轴套传递给变速箱输入轴，最终实现内、外双层减振的效果。

以上所述仅为本实用新型的优先实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：包括盖-锁止离合器分总成、减振器分总成、涡轮分总成、泵轮分总成和导轮分总成；其中：

所述盖-锁止离合器分总成，为双摩擦片锁止机构，双摩擦片贴在驱动盘上，当锁止离合器锁止时，双摩擦片与盖冲压件贴合；回位机构使锁止离合器在开启工况，双摩擦片与活塞快速分离；所述盖-锁止离合器分总成，包括盖冲压件和锁止离合器，盖冲压件上带有自冲压铆钉，回位片的一端通过盖自冲压铆钉与盖冲压件相连，回位片的另一端通过活塞自冲压铆钉与活塞相连，构成回位机构；

所述减振器分总成，为内外双层弹簧并联的减振系统；锁止离合器开启工况，减振系统不工作；锁止离合器锁止工况，驱动片带动外层弹簧减振系统运动，外层弹簧减振系统带动减振器轴套板运动，最后带动内层弹簧减振系统运动，实现内、外双层减振的效果。

2.根据权利要求1所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述内外双层弹簧并联的减振系统包括内层弹簧减振系统和外层弹簧减振系统，内层弹簧减振系统包括上盖板、下盖板、内弹簧组件和减振器轴套板，内弹簧组件安装在减振器轴套板、上盖板和下盖板之间。

3.根据权利要求2所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述上盖板、下盖板和涡轮轴套之间通过铆钉铆接。

4.根据权利要求2所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述外层弹簧减振系统包括弹簧夹盘、外弹簧组件和减振器轴套板，外弹簧组件安装在弹簧夹盘和减振器轴套板之间，弹簧夹盘和减振器轴套板连接。

5.根据权利要求4所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述减振器轴套板的左右两侧增加离心摆，带有离心摆减振器的吸振频率与发动机转速成正比例关系。

6.根据权利要求1所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述泵轮分总成、涡轮分总成和导轮分总成构成液力变矩器的扁平循环圆，涡轮分总成与泵轮总成之间安装导轮分总成，泵轮分总成、涡轮分总成和导轮分总成均设有多个叶片。

7.根据权利要求6所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述涡轮分总成与减振器分总成的下盖板连接，下盖板与涡轮分总成的涡轮壳体连接，泵轮分总成与盖-锁止离合器分总成的盖冲压件连接。

8.根据权利要求6所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述涡轮分总成，包括涡轮叶片、涡轮壳体、涡轮内环、涡轮轴套，涡轮叶片插在带有卡脚的涡轮壳体上，涡轮内环滚铆在涡轮叶片上，涡轮轴套与涡轮壳体连接，形成液力变矩器的输出端；所述涡轮壳体上开有相应数量的卸荷孔，涡轮叶片卡脚有两处采用凸包式插脚。

9.根据权利要求1所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述导轮分总成，包括导轮壳体、单项离合器、涡轮轴承，所述单项离合器包括外环、滚子、簧片和单项离合器内环，所述外环压装在导轮壳体上，单项离合器内环安装在导轮定位孔中，簧片和滚子安装在外环和单项离合器内环形成的楔形空间中；在锁止离合器开启工况，单项离合器处于锁死状态；在锁止离合器闭锁工况，单项离合器处于自由转动状态。

10.根据权利要求1所述的轻量化高能容扁平化的液力变矩器，其特征在于：所述泵轮分总成，包括泵轮壳体、泵轮叶片、泵轮内环和泵轮轴套；泵轮叶片插在泵轮壳体上的槽内，泵轮内环与泵轮叶片连接，形成液力变矩器的输入端；泵轮轴套与泵轮壳体连接。