肺型高效无级变速器制造技术

一种燃油能耗低，能力性能好且能延长发动机寿命的带超速档的肺型高效无级变速器，它由肺型高效变矩器、涡轮从动轴、直接传动轴、行星齿轮系，执行元件组成，变速器壳体和变速器输出轴组成，肺型高效变矩器有变矩器外壳、肺型泵轮、肺型涡轮和导轮组成，是单级二相三元件结构，轴面呈肺型，其动力传递由轴心线重合且套于一起的涡轮从动轴和直接传动轴按不同的传动比组成三种动力传递组合，本发明专利技术利用肺型高效变矩器大的变扭系数，高的效率和良好的透过性以及三种动力传递组合来实现，使变速器能在任何路况下即有好的动力性能又处于高效率工况下工作，本发明专利技术可用于排量小于４．０升，带超速档的汽车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种家用轿车液力自动变速器，尤其是能同时具有高效率，大的变扭系数和好的正透过性三位一体的肺型高效无级变速器。
技术介绍
目前，公知的家用轿车无级变速器是由变矩器、中间轴、行星齿轮系、执行元件组、变速器壳体和变速器输出轴组成。而变矩器多采用单级二相三元件或单级三相四元件的结构，变矩器主要有变矩器外壳、泵轮、涡轮和1-2个导轮组成，轴面投影形状是圆型、扁圆型、椭圆型、心型或桃型。该结构的液体循环路经是由泵轮到涡轮到导轮到泵轮，涡轮是向心涡轮，此结构在变速器工作时具有较好的正透过性。其动力传递是发动机曲轴将动力传给与它相连的变矩器外壳上，变矩器外壳与泵轮相连并带动其共同旋转，泵轮将曲轴传递过来的机械能变为工作液体的机械能，具有机械能的液体射入涡轮中，涡轮将液体的机械能转化为涡轮的机械能旋转并由与它相连的中间轴传到行星齿轮系中，在执行元件组的控制和执行下，按不同的传动比由变速器输出轴传输出去。但是，目前世界上采用上述技术存在着一个根本问题是轿车燃油能耗大，其主要原因有三点，其一家用轿车为了使乘座的动力性能和舒适性能好，并且使发动机的寿命更长，限制了变矩器的效率提高，因为轿车的动力性能是由变矩器的变扭系数所决定，发动机的使用寿命受到变矩器透过性的影响，而轿车的燃油能耗是由变矩器的效率所决定，该三个参数即紧密联系又相互矛盾，采用有正透过性的变矩器，就限制了其变扭系数，必然导致效率下降；要有好的效率，变扭系数必定要小，轿车的动力性能较差；目前的无级变速产品达不到三者兼故。其二目前的无级变速技术其动力传递基本上都是通过变矩器传递，动力传递单一，变矩器要想在各种路况下都达到好的效率，几乎是不可能的。目前技术为了在低传动比下获得好的效率，采用了偶合和闭锁工作状态，即使采取这两种工作状态，其工作的高效区的效率仍然较低，燃油能耗还是过大。其三目前无级变速技术中变矩器的液力损失较大，液力效率较低。目前世界上无级变速技术的典型技术可以归为三类其一美国克莱斯勒公司的专利技术POWER FLLTE和中国的红旗CA770技术，在中高传动比时，动力传递由变矩器的泵轮到涡轮到中间轴到行星齿轮系到输出轴；在低传动比时，变矩器外于偶合器工作状态，泵轮和涡轮偶合运行将动力传给中间轴，再由中间轴到行星轮系到输出轴。其优点是在低传动比时变矩器处于偶合器工作状态，使其处于高效区，但缺点是涡轮与泵轮之间存在着一定的滑差，使变矩器的效率下降，该结构即使是在高效率区运行时的效率仍然较低。该技术的变矩器采用单级三相四元件结构，变矩器轴面投影图型是圆型、泵轮叶片是经向平直叶片，涡轮叶片是弯曲叶片，导轮单向双导轮形式，其特点是(1)液体循环路线是由泵轮到涡轮到第一导轮到第二导轮到泵轮，该结构具有较好的正透性，使发动机的适应性广；(2)泵轮由于采用径向平直叶片，叶片出口安放角是90°，其所产生的能头中动能头占有50％，但其出口速度较高，出口动量矩大，因此该结构变矩器变矩系数大，汽车的动力性能好，但其能头的利用率较低，因此效率较低，非常耗油；(3)该结构轴面投影是圆型、叶片是平直形状，液体在流道中的液力损失较大、液力效率较低；(4)采用双导轮结构、液体在循环流道中的元件间的结合部位增多，液体在结合部位的冲击损失和局部损失加大。从以上方面分析，该技术具有变扭系数较大，动力性能较好的同时具有较好的正透性，但是其缺点是液力损失太大，效率低，燃油耗太高。其二是日本技术如丰田A43DE无级变速器，该技术的变矩器是单级二相三元件结构，其动力传递在中高传动比时，与第一类相似，在低传动时采用闭锁运行，提高了低传动比时的效率，但其在向闭锁状态过渡时，变矩器冲击损失较大，降低了效率，增加了燃油能耗；该技术变矩器的特点是其轴面投影图型呈桃型，泵轮和涡轮的叶片呈翼型，泵轮出口安放角大于90°，进口安放角大于或等于90°，导轮是单向导轮，其特点是(1)流道形状更接近于实际流线形状，其液力损失较小，液力效率较高；(2)泵轮出口安放角大于90°，其泵轮所产生的能头大，而且动能头所占的比例大，出口速度高，变矩系数大，变速器的动力性能好。缺点是(1)泵轮虽然产生的能头大，但是相对速度大，过流部件损失大，泵轮的效率低；(2)泵轮进口安放角大于或等于90°时，进口速度环量增大，使得泵轮效率降低；(3)各个元件的接合部位的冲击损失大，能耗加大。综合上述，第二类技术的综合特性优于第一类技术，其变扭系数较大，而且效率也有所提高，但是其效率仍然较低，燃油能耗仍然较高。第三类技术如美国福特公司的专利技术产品AUTO-OVERDRIVE，该技术的特点是在高传动比工况下，变矩器没有滑差，效率较高，在中低传动比工况下，采用动力分流，三档时动力的40％由变矩器传递，60％由机械传递，四档时，动力100％由机械直接传递，使动力在各个传动比情况下得到比较充分的应用，其突出的优点是效率高，节省燃油，但是缺点是泵轮采用出口安放角小于90°的设计，其能头小但效率高，而且在所产生的能头中动能头所占的比例小，因此其出口动量矩小，变扭系数小，动力性能较差，因此该技术与前两类相比效率更好，节省燃油，但变扭系数小，动力性能较差。从目前已知的汽车无级变速技术看，变速器燃油能耗大的主要原因是其效率低，而变速器效率低的主要原因是变矩器的效率低和动力传递单一，即使采取使用闭锁和偶合工作状态来提高效率，但由于偶合时存在着滑差和闭锁时大的液力冲击损失，均影响效率的提高。专利技术的目的，本专利技术的目的是提供一种肺型高效无级变速器，它不仅有大的变扭系数，好的动力性能；而且有高的效率，节省燃油；同时又具有好的正透性。技术方案本专利技术的目的是这样实现的它由肺型高效变矩器和建立在其性能基础上的多种动力传递组合来实现的。肺裂高效变矩器在高传动比局部范围内，使其具有高的效率前题下保持有大的变扭系数和好的正透过性，在中低传动比范围内，利用多种动力传递组合来实现高效率，充分利用变矩器和发动机额定工况下的高效率，实现动力传递分流，使得变速器无论在何种路况下，都保持在一种高效率工况下工作，并且能够满足动力性能和透过性能。它由肺型高效变矩器，涡轮从动轴，直接传动轴，行星齿轮系，执行元件组，变速器输出轴和变速器壳体组成，而肺型高效变矩器由变矩器外壳、肺型泵轮、肺型涡轮和导轮组成，变矩器是单级二相三元件结构，轴面投影形状是肺型形状，变矩器外壳与肺型泵轮相连，肺型泵轮垂直装于涡轮从动轴上并可以绕其轴线自由转动，肺型涡轮与泵轮平行安装并与涡轮从动轴刚性连接，涡轮从动轴套于直接传动轴上并可以在其上自由转动，两者轴线重合，涡轮从动轴和直接传动轴都接到行星齿轮系中，齿轮系与执行元件组一起组成变速器的控制和执行部分，通过执行元件组的控制由变速器输出轴将动力传输出去。其中涡轮从动轴和直接传动轴组成多种传递途径，代替了目前公知技术中的中间轴传递功能。下面逐个阐明实现高效率、大的变扭系数和好的正透性的技术方案。一、其高的效率是这样实现的肺型高效无级变速器的高效率是由肺型高效变矩器和建立在它性能之上的动力传递组合来实现的。变矩器的性能是由它的轴面投影图型形状和它的工作轮进出口参数，叶片数以及各工作轮之间的配合关系所决定，轴面投影形状对工作轮的效率和能头有影响，工作轮的进口参数叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肺型高效无级变速器，它由变矩器，涡轮从动轴，行星齿轮系，执行元件组，变速器壳体和变速器输出轴组成，而变矩器则有变矩器外壳、肺型泵轮、肺型涡轮和导轮组成，是单级二相三元件结构，变矩器外壳与肺型泵轮固定连接，肺型泵轮垂直装于涡轮从动轴上并可以绕其轴线自由转动，肺型涡轮与泵轮平行并与涡轮从动轴刚性连接，涡轮从动轴接到行星齿轮系中，行星齿轮系与执行元件组一起组成变速器的控制和执行部份。行星齿轮系的另一端与变速器输出轴联接，其动力传递是：发动机曲轴到变矩器外壳，到肺型泵轮，到肺型涡轮，到涡轮从动轴，到行星齿轮系和执行元件组，到变速器输出轴，其特征是：变矩器轴面投影形状呈肺型，泵轮、涡轮和导轮组成一个完整的肺型轴面流道，涡轮从动轴套于直接传动轴上，在中传动比和低传动比时，涡轮从动轴和直接传动轴分别可以直接将动力按照各自的传动途径由变速器输出轴传输出去。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：李国强，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]