具有扭转减振器的液力变矩器和包括其的机动车辆的制作方法

1.本公开涉及一种具有扭转减振器的液力变矩器。特别地，所述液力变矩器的涡轮在其中心与径向边缘之间设置有与涡轮壳一体地形成的扭矩传递部。本公开还涉及一种包括这样的液力变矩器的机动车辆。


背景技术：

2.通常，在自动变速的机动车辆的发动机和变速器之间设置液力变矩器。液力变矩器用于将发动机的驱动动力传递到变速器，可以起到传递扭矩和变矩的作用。液力变矩器包括由发动机侧的驱动部件驱动的盖、与盖旋转固定地连接的泵轮以及连接到变速器输入轴的涡轮，并且能够通过活塞盘在流体传动模式与机械传动模式之间切换。在机动车辆的起步阶段，液力变矩器工作在流体传动模式下。此时，液力变矩器的泵轮通过流体(通常为油)驱动涡轮。在发动机达到较高转速之后，液力变矩器切换为机械传动模式。在机械传动模式下，扭矩通过活塞盘和/或其他传动机构从盖机械地传递到涡轮，而无需经过泵轮。
3.在机动车辆发动机产生的扭矩通常是不恒定的。特别地，在机械传动模式中，这种不恒定的扭矩可被传递到变速器中，造成变速器齿轮箱的振动，并且因而产生特别不期望的噪音或撞击等。为了减少振动的不利影响并且提高机动车辆的驾驶舒适性，在液力变矩器中配备扭转减振器是已知的。扭转减振器可以允许吸收并减轻汽车发动机产生的振动。
4.美国专利申请us6056093a公开了一种液力变矩器，其中，扭转减振器设置在涡轮与输出轮毂之间。具体地，用于保持扭转减振器的弹簧的覆盖盘元件固定到涡轮壳体，并且该覆盖盘元件包括与活塞盘接合的突起部，从而将扭矩传递到涡轮。输出轮毂包括径向向外一体延伸的凸缘，其与涡轮壳体上的凸起一起在圆周方向上保持弹簧，并传递扭矩。因此，所述液力变矩器中设置有多个专门的保持元件及扭矩传递元件。这使得液力变矩器的制造工艺复杂。此外，在轴向方向上布置的保持元件和扭矩传递元件增加了液力变矩器的轴向尺寸，压缩了用于安装诸如变速器的其他扭矩传递部件的空间
5.日本专利申请jph06147294a公开了扭转减振器布置在活塞盘与涡轮之间的液力变矩器。具体地，扭转减振器安装在活塞盘上，保持扭转减振器的弹簧并传递扭矩的环形驱动盘通过铆钉固定在活塞盘上，涡轮上焊接固定用于传递扭矩的多个突片。环形驱动盘到活塞盘的固定需要专门的铆接工序，而突片到涡轮上的固定需要专门的焊接工序。这使得液力变矩器的制造工艺复杂。另外，焊接到涡轮上的突片容易出现变形，甚至掉落。
6.韩国专利申请kr20070096471a也公开了扭转减振器安装在活塞盘上的液力变矩器。类似地，保持扭转减振器的弹簧并传递扭矩的环形驱动盘通过铆钉固定在活塞盘上。涡轮则在涡轮壳上设置有与涡轮壳是一体形成的用于传递扭矩的多个突片，据此可以省去扭矩传递元件的焊接工序。但是，在kr20070096471a中，突片设置在涡轮壳的径向边缘处，从而增大了涡轮壳的轮廓直径，增加了制造涡轮壳所消耗的材料，造成了成本的上升。


技术实现要素：

7.因此，本公开旨在解决常规的液力变矩器中存在的上述问题，其目的在于提供一种液力变矩器，其中，所述涡轮壳在其弯曲主体上设置有与该涡轮壳一体形成的扭矩传递部。这种结构的液力变矩器无需提供专门的驱动盘，也无需在涡轮壳上焊接或以其他方式附接扭矩传递元件，并且整体上压缩了涡轮壳的轮廓尺寸，节省了制造材料。
8.所述目的是通过根据本公开的一个实施例的用于机动车辆的液力变矩器，包括：盖，其由机动车辆的发动机侧的驱动部件驱动，以绕液力变矩器的旋转轴线旋转；泵轮，其与盖旋转固定地连接，从而与盖一起旋转；涡轮，包括涡轮壳和叶片，所述涡轮被驱动以绕所述旋转轴线旋转，以将扭矩输出至机动车辆的变速器的输入轴，其中，所述涡轮壳包括弯曲主体，该弯曲主体具有曲率，且与叶片在轴向方向相对应；活塞盘，包括摩擦面，所述活塞盘能够被致动以使得液力变矩器在流体传动模式与机械传动模式之间可操作地切换，在流体传动模式中，泵轮绕旋转轴线的旋转产生流体的流动，进而驱动涡轮，在机械传动模式中，所述摩擦面抵靠盖，使得盖与活塞盘一体旋转；至少一个扭转减振器，其保持在活塞盘与涡轮之间，并将扭矩由活塞盘传递至涡轮，所述扭转减振器包括至少一个弹簧。涡轮壳在其弯曲主体上设置有与该涡轮壳一体形成的突起，以接收活塞盘经由扭转减振器传递的扭矩，即该突起可以充当扭矩传递部。
9.通过上述设计，涡轮壳自身可以接收由扭转减振器传递的扭矩，从而无需提供专门的驱动盘，也无需在涡轮壳上焊接或以其他方式附接扭矩传递元件。另外，所述涡轮壳还可以与活塞盘相配合以保持扭转减振器，由此无需在液力变矩器中设置专门的扭转减振器保持部件。这种设计因而允许减少所需部件数量，减小液力变矩器的尺寸，包括轴向尺寸和径向尺寸，节省制造涡轮壳所消耗的材料，降低液力变矩器的制造成本。
10.根据本公开的液力变矩器还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。
11.根据本公开的一个实施例，所述突起是形成在涡轮壳的弯曲主体上的凸台。所述凸台的径向位置与扭转减振器的弹簧的径向位置对应。该弹簧的座部可以抵靠在凸台的侧壁上，以向凸台施加沿圆周切线方向的偏置力，实现扭矩传递。优选地，所述凸台的侧壁位于通过液力变矩器的旋转轴线的径向平面上。由此，抵靠凸台的所述侧壁的弹簧座部的底面也位于该径向平面上，使得弹簧座部能够均匀受力，有利于增强扭矩传递的平稳性。
12.根据本公开的一个实施例，所述突起是形成在涡轮壳的弯曲主体上的钩部。所述钩部的径向位置与扭转减振器的弹簧的径向位置对应。该弹簧的座部可以抵靠在钩部的侧边上，以向钩部施加沿圆周切线方向的偏置力，实现扭矩传递。优选地，所述钩部的侧边位于通过液力变矩器的旋转轴线的径向平面上。由此，抵靠凸台的所述侧边的弹簧座部的底面也位于该径向平面上，使得弹簧座部能够均匀受力，有利于增强扭矩传递的平稳性。
13.根据本公开的一个实施例，所述涡轮设置有沿圆周方向均匀分布的三个突起。具体地，所述三个突起在涡轮壳的弯曲主体上的径向位置相同，扭转减振器的弹簧处于相邻的两个突起之间。据此，所述扭转减振器包括三个弹簧。可以设想的是，所述涡轮也能够设置不同数量的突起，例如两个突起、四个突起、五个突起，或者更多。相应地，扭转减振器包括的弹簧的数量也因此而不同。
14.液力变矩器也可以包括多个扭转减振器，以进一步增强减振效果。例如，位于径向外侧的扭转减振器是第一扭转减振器，而液力变矩器还包括位于径向内侧的第二扭转减振
器。该第二扭转减振器可以具有与第一扭转减振器类似的构造。易于想到的是，涡轮壳可以在对应于第二扭转减振器的位置处设置有有与该涡轮壳一体形成的突起，以接收活塞盘经由第二扭转减振器传递的扭矩。
15.根据本公开的一个实施例，所述液力变矩器的涡轮壳通过冲压制造。具体地，所述突起通过沿轴向方向的冲压而形成。在冲压过程中所使用的冲头选择为适于形成突起的形状。在不冲破涡轮壳的情况下，可以形成凸台形式的突起，在冲破侧壁的情况下，可以形成钩部形式的突起。在冲压之后，涡轮壳上的一些部分的厚度会相应减少。优选地，为了增加涡轮壳的强度，在冲压之后，所述涡轮壳可以通过热处理工艺进行强化。
16.本公开还涉及一种机动车辆，其包括如上所述的液力变矩器。
17.从以下结合附图进行本教导的最佳模式的详细描述中，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
18.图1是根据本公开一个实施例的液力变矩器的部分剖切示意图。
19.图2a和图2b示出了根据本公开两个不同实施例的液力变矩器的部分剖视图，其中示出了涡轮、扭转减振器和活塞盘。
20.图3示出了涡轮的涡轮壳。
21.图4示出了根据本公开另一实施例的液力变矩器的部分剖切示意图。
22.在各个图中，相同或相似的部件由相同的参考标记表示。
具体实施方式
23.为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
24.除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。“轴向”、“径向”和“周向”等方向相对于液力变矩器的旋转轴线ro定义，轴向即旋转轴线ro延伸的方向，径向是与旋转轴线ro垂直的方向，而周向是围绕旋转轴线ro的圆周方向。
25.图1是根据本公开一个实施例的液力变矩器的部分剖切示意图。为了清晰起见，液力变矩器的结构中与理解本公开的技术方案无关的多个部件已被省略。
26.如图1所示，所述液力变矩器包括盖1、泵轮2、涡轮3、活塞盘4、布置在涡轮与活塞盘之间的扭转减振器5和定子6。盖1被机动车辆的发动机侧的驱动部件旋转驱动，而泵轮2例如通过焊接而旋转固定地连接到盖1。这样，扭矩通过盖1和泵轮2而输入液力变矩器。涡轮3被驱动以绕旋转轴线ro旋转，并将扭矩通过涡轮轮毂30传递至机动车辆的变速器的输入轴，即，扭矩通过涡轮3和涡轮轮毂30而从液力变矩器输出。
27.根据机动车辆的行驶状况的不同，从盖1和泵轮2到涡轮3的扭矩传递可以在流体传动模式与机械传动模式二者之间切换。这种切换是通过沿轴向致动(例如，液压致动)活
塞盘4而实现的。
28.具体地，泵轮2、涡轮3和定子6限定了环状通道，液力变矩器的工作流体在该环状通道内循环流动。在流体传动模式中，活塞盘4被致动为与盖1脱离接触，二者之间可相对彼此自由转动。此时，泵轮2绕旋转轴线ro的旋转带动工作流体的流动，进而驱动涡轮3。也就是说，在流体传动模式中，液力变矩器的扭矩传递路径是：扭矩输入
→
盖1
→
泵轮2
→
(工作流体)
→
涡轮3
→
涡轮轮毂30
→
扭矩输出。图1中的实线示出了流体传动模式下的扭矩传递路径。
29.在机械传动模式中，活塞盘4被朝向盖1致动，使得摩擦面41抵靠盖1。通过活塞盘4与盖1之间的摩擦接触，二者一体旋转。活塞盘4通过扭转减振器5传递扭矩至涡轮3。也就是说，在机械传动模式中，液力变矩器的扭矩传递路径是：扭矩输入
→
盖1
→
活塞盘4
→
(扭转减振器5)
→
涡轮3
→
涡轮轮毂30
→
扭矩输出。图1中的虚线示出了机械传动模式下的扭矩传递路径。
30.为了传递扭矩，并减轻传递到扭矩输出的扭矩变动，扭转减振器5包括一个或多个弹簧51，例如螺旋压缩弹簧。如图2a和2b所示，弹簧51通过被活塞盘4和涡轮3保持在活塞盘4的环形凹槽42中，其压缩与复位由该环形凹槽42引导。当活塞盘4压缩弹簧51时，该弹簧51进一步施加弹性力到设置在涡轮3的涡轮壳31上的突起33，从而实现了从活塞盘4到涡轮3的扭矩传递。特别地，该突起33设置在涡轮壳31的弯曲主体31a上。
31.在图2a所示的实施例中，所述突起33具有从涡轮壳31的弯曲主体31a向活塞盘4突出的凸台33a的形式。弯曲主体31a指的是涡轮壳31的具有曲率的部分，其在轴向上与叶片32相对。该凸台33a的径向位置则与扭转减振器5的弹簧51的径向位置相对应。弹簧51的座部抵靠在凸台33a的侧壁上，从而可以沿圆周切线方向对凸台33a施加偏置力。凸台33a的侧壁位于通过液力变矩器的旋转轴线ro的径向平面上。由此，抵靠凸台33a的侧壁的弹簧座部的底面也位于该径向平面上。这样，弹簧座部能够均匀受力，有利于增强扭矩传递的平稳性。
32.在图2b所示的实施例中，所述突起33具有从涡轮壳31的弯曲主体31a向活塞盘4突出的钩部33b的形式。该钩部33b的径向位置与扭转减振器5的弹簧51的径向位置相对应。弹簧51的座部抵靠在钩部33b的侧边上，从而可以沿圆周切线方向对钩部33b施加偏置力。类似于凸台33a，钩部33b的侧边也位于通过液力变矩器的旋转轴线ro的径向平面上，使得弹簧座部的底面也位于该径向平面上，以增强扭矩传递的平稳性。
33.图3从整体上示出了突起33在涡轮壳31上的布置。如图所示，在对应于弹簧51的径向位置处，涡轮壳31上布置有沿圆周方向均匀分布的三个突起33。在液力变矩器的组装好的构造中，扭转减振器5的弹簧处于相邻的两个突起33之间。据此，所述扭转减振器5包括三个弹簧。虽然未示出，但本领域技术人员可以设想的是，所述涡轮3也可以具有不同数量的突起33，例如两个突起、四个突起、五个突起，或者更多。相应地，扭转减振器5包括的弹簧的数量也不同。
34.图4示出了包括两个扭转减振器的液力变矩器，以进一步增强减振效果。上文所描述的扭转减振器5位于径向外侧，是第一扭转减振器。第二扭转减振器7位于径向内侧，具有与第一扭转减振器类似的构造，并且涡轮壳3在径向内侧处布置有用于第二扭转减振器7的额外的突起。
35.上面描述的液力变矩器所具有的一个特别的优势在于涡轮壳31可以通过冲压制造。在形成涡轮壳31之后，突起33通过沿轴向方向冲压弯曲主体31a而形成。具体地，在不冲破涡轮壳31的弯曲主体31a的情况下，可以形成凸台形式的突起33，在冲破所述弯曲主体31a的情况下，可以形成钩部形式的突起33。这样，涡轮壳31的主体以及其上的各种构造都可以通过冲压制造，从而无需加入其他工序，也无需准备专门扭矩传递元件。此外，由于突起33位于涡轮壳的弯曲主体上，而未在外缘处超出涡轮壳的弯曲主体，也可以节省制造涡轮壳所消耗的材料。涡轮壳31上的一些部分的材料厚度会因为冲压而相应减少。优选地，在冲压之后，所述涡轮壳31可以通过热处理工艺进行强化，以补偿冲压工艺对涡轮壳31的强度的不利影响。
36.应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本公开的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本公开的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。