具有可变节距定子的转矩转换器制造技术

一种包括具有可控叶片角度的转矩转换器定子的传动装置。叶片角度通过调整控制环相对于定子毂的转动位置来调整。定子叶片由定子毂、锁定环以及外环支撑。定子叶片具有与控制环上的齿啮合的齿以确定叶片角度。控制器通过控制按路径流向定子毂的液压回路中的流体压力调整叶片。控制器会调整叶片角度的不同情况将会被讨论。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及机动车辆传动装置领域。更具体地，本公开关于具有可变节距定子的转矩转换器。
技术介绍
许多车辆在较宽的车辆速度范围内使用，这包括正向运动和反向运动。然而，一些类型的发动机仅在较窄的速度范围内能够有效地运行。因此，能够在各种速度比中有效地传输动力的传动装置是常被使用的。当车辆在低速行驶时，传动装置通常在高速度比下操作以使其增大发动机转矩用于改善加速度。在较高车速时，在低速度比下运行的传动装置使发动机转速与平稳的燃料经济性巡航相关。通常，传动装置具有安装至车辆结构的壳体、由发动机曲轴驱动的输入轴以及驱动车辆车轮的输出轴，经常在车辆转弯时需要通过允许左车轮和右车轮在略有不同的速度下旋转的差速器组件。即使选定非常高的速度比，在车辆静止时变速箱的输入速度仍为零。由于内燃发动机在零轴转速时不能够产生转矩，所以一些类型的起动装置通常在发动机与变速箱输入轴之间使用。用于自动传动装置的常见起动装置是液力偶合器。液力偶合器是流体动力转矩传输设备，其具有以环形形状围绕传动装置轴线的叶轮和涡轮。当叶轮旋转比涡轮快时，叶轮引起流体在环中旋转以在涡轮上施加转矩并在叶轮上施加阻力转矩。转矩转换器为液力偶合器，其还包括相背于旋转被保持的定子。定子重新定向流动以使施加至涡轮的转矩大于在叶轮上的阻力转矩。当车辆静止时，涡轮也是静止的但是叶轮可连接至发动机曲轴。由于叶轮与涡轮之间的转速差，叶轮抵抗曲轴的旋转。阻力转矩足够小使其不会使发动机失速。然而，发动机必须消耗额外的燃料(除此之外还需要卸载空转)从而克服阻力转矩。多倍的发动机转矩被传输到连接至涡轮的变速箱输入中。【附图说明】图1是示例性车辆动力传动系统的示意图。图2是示例性转矩转换器的示意图。图3是转矩转换器定子的示意图。图4是图3的转矩转换器定子的定子毂的示意图。图5是图3的转矩转换器定子的定子毂和控制环的局部剖切分解图。图6是图3的转矩转换器定子的控制环、锁定环以及定子叶片的放大示意图。【具体实施方式】本公开的具体实施例在本文中被描述。然而，应当理解的是，公开的实施例仅是示例并且其他的实施例能够采取不同的以及可替代的形式。附图不是必要地按照比例绘制；一些部件能够被放大或缩小以展示特定部件的细节。因此，本文中公开的具体的结构性和功能性的细节不被解释为限制性，而是仅仅作为用于教导本领域的技术人员多方面地实施本专利技术的代表性基础。本领域的普通技术人员将会理解，根据图中的任何一个说明或被描述的多种部件能够与一个或更多其他的图中说明的部件组合以产生未明确地说明或描述的实施例。说明的部件的组合为典型的应用提供代表性的实施例。然而，与本公开的教导一致的多种部件的组合和修改对于特定的应用或实施例是被期望的。图1示意性地示出了车辆动力传动系统10。实线表示机械能的流动，而虚线表示信息的流动。内燃发动机12通过转化在燃料源中储存的化学能产生机械能。传动装置14使速度和由发动机产生的机械能的转矩适应于适合车辆的当前需求。来自传动装置14的机械能通过差速器20传输至左车轮和右车轮16和18。当速度存在轻微的差别(例如当车辆转弯)时，差速器20为每个车轮提供大致地相等的转矩。在后轮驱动车辆布局中，差速器还改变旋转轴线大致90°并且通过固定的最终传动比调整速度和转矩。在前轮驱动构造中，差速器可整合至传动装置中，这被称为变速驱动桥。传动装置14包括两个能量转移阶段，转矩转换器22和变速箱24。转矩转换器从传动装置输入轴26将能量和转矩传输至涡轮轴28。变速箱24提供多个速度比，这包括多种正向速度比和至少一个反向速度比。变速箱24可包括多个可控离合器，它们以各种组合接合以建立不同的固定速度比。可替代地或组合地，变速箱24可包括能够在固定限制之间建立任何速度比的变速器。变速器和离合器响应来自传动装置控制器30的指令。这些指令可被传达(例如，通过调整电流)继而调整在活塞应用室内的流体的压力。传动装置控制器30可以是专用控制器或者其功能可被整合至车辆中的另一个控制器内，例如动力传动系统控制器。图2示意性地示出了转矩转换器22。转矩转换器22提供从传动装置输入轴26至涡轮轴28的两个平行能量流动路径。流体动力能量流动路径包括叶轮32和涡轮34。叶轮32固定地连接至传动装置输入轴26，其适合于固定至发动机曲轴。涡轮34固定地连接至涡轮轴28。定子36通过被动单向离合器40连接至传动装置壳体38。在低涡轮轴转速时，叶轮32引起流体围绕环从叶轮32流至涡轮34至定子36并返回至叶轮32。定子36被保持为通过单向离合器40抵抗旋转以使其能够重新导向流动并且为转矩增大提供反作用转矩。当涡轮34的转速接近叶轮32的转速时，环中的流体围绕输入轴随叶轮和涡轮圆周地流动。然后单向离合器40超越分离(overrun)以使定子36能够旋转而非阻碍流动。传动装置输入轴26选择性地通过旁路离合器42连接至涡轮轴28以提供第二能量流动路径。通过流体动力能量流动路径的能量流由叶轮32的转速和涡轮34的转速控制。速度与转矩之间的关系是环几何形状的复杂函数与叶轮、涡轮以及定子的叶片角度的复杂函数。在恒定的涡轮转速中，叶轮转矩和涡轮转矩两者都随叶轮转速的增加而增加。被设计成在给定叶轮和涡轮转速下在叶轮上施加较高阻力转矩的转矩转换器被称为刚性(stiffer)转换器，而被设计成对于同样的叶轮和涡轮转速施加较低转矩的转矩转换器被称为松弛(looser)转换器。涡轮转矩与叶轮转矩的比通常随叶轮转速与涡轮转速的比的增大而增大。然而，基于能量守恒，转矩比永远不会大于速度比。速度比与转矩比的乘积是转换器效率，该转换器效率作为叶轮转速与涡轮转速的函数在0和1之间变化。当涡轮静止时的转矩比被称为失速转矩比。转矩转换器设计经常涉及在达到期望的刚度、最高效率以及最大转矩比之间权衡。最有利的性能的组合对于不同车辆运行条件有所不同。当车辆是静止的并且变速箱24被接合时，涡轮34也将是静止的。发动机和叶轮32在发动机空转速度下旋转。由发动机上的叶轮施加的阻力转矩相比较如果发动机空载所必须的燃料需要发动机消耗更多的燃料以保持空转速度。为了使空转燃料流动率最小化，松弛转换器在此运行条件中是优选的。当驾驶员想从静止条件尽可能快的加速时，不同的转矩转换器性能可能是重要的。施加至涡轮的转矩等于发动机转矩与转矩转换器失速转矩比的乘积。因此，高失速转矩比是重要的。高失速转矩比可允许在一档和倒车档中较低的传动装置齿轮比、不同传动比数量的减少、比率之间减少的差距、最终驱动比的减小或以上的一些组合。内燃发动机能够产生的转矩可为发动机转速的函数。对于涡轮增压发动机，直到发动机已经在上述速度运行几秒之后最大转矩才可获得。刚度过大的转矩转换器将无法允许发动机转速上升至产生其最大转矩的速度。一旦车辆开始移动，涡轮轴转速增大。随着涡轮轴转速增大，叶轮转速也趋于增大并且转矩比趋于下降。随着叶轮转速增大，发动机转速将会最终超过最大转矩转速并且继续朝向发动机红线速度增大。在那时，变速箱24必须升挡至减少传动装置输出转矩的较低转速比(更高编号的齿轮)。如果转矩转换器过于松弛，那么升挡点过快地达至IJ。因此，转换器刚度在转换器速度比范围内必须准确地适合发动机转矩和转速特性。带有适当特性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转矩转换器定子，包括：毂；被支撑以相对于所述毂围绕旋转轴线旋转的环，以及由所述毂支撑的多个叶片，每个所述叶片构造成相对于所述毂围绕垂直于所述旋转轴线的径向轴线枢转以改变叶片角度，其中所述叶片角度是所述环相对于所述毂的旋转位置的函数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：文森特·帕特里克·拉沃伊，诺曼·杰里·伯德，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US