一种高闭锁性能的液力变矩器的制作方法

1.本发明涉及一种变矩器，具体涉及一种高闭锁性能的液力变矩器。


背景技术：

2.液力变矩器是车辆变速系统核心部件之一，是应用于at和cvt自动档变速器中的关键部件，连接车辆发动机和变速器，其重要特性是具有良好的自适应能力、强劲的起步性能和可靠的低速稳定性，能够将发动机输出转矩的振动特性通过其液力传动的特点消除掉，平稳地传递到自动变速器，因此，液力变矩器被广泛应用于乘用车和工程机械等领域。但是与一般机械传动方式相比，液力变矩器的液力传动的缺点是传动效率不高，导致车辆在高速状态和某些工况下经济性差。
3.通过提升液力变矩器闭锁离合器的闭锁性能，能够有效解决液力变矩器传动效率低、经济性差的问题。液力变矩器在闭锁离合器闭锁时，液力变矩器的传动性能与一般机械的传动性能基本相等，其传动效率大幅提高。液力变矩器工作运行过程中，由于闭锁离合器在滑摩状态、闭锁状态和解锁状态之间切换频繁，使罩轮壳的摩擦面、闭锁摩擦机构的摩擦面和从动板的摩擦面的摩擦接触质量显得非常重要，直接关系到液力变矩器的闭锁性能，对其传动平稳性和传动可靠性有重要影响。
4.现有液力变矩器的闭锁摩擦方式为普通的平面摩擦接触，液力变矩器扁平化趋势使内部空间有限，存在摩擦接触面积小，摩擦面受压变形致接触不稳定和闭锁扭矩小的缺点，影响了液力变矩器闭锁摩擦机构的最大闭锁扭矩、闭锁稳定性和闭锁可靠性。闭锁离合器闭锁、解锁过程是一个动态过程，在闭锁点、控制方式以及充油特性确定的情况下，其闭锁性能取决于闭锁摩擦机构摩擦接触状态，若摩擦接触不稳定，液力变矩器在闭锁过程中可能导致其由液力工况转为机械工况时，冲击振动明显，进而影响乘坐的舒适性。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有的液力变矩器的闭锁离合器性能低，摩擦接触不稳定，在闭锁过程中由液力工况转为机械工况时冲击振动明显，进而影响乘坐舒适性的技术问题，提供一种高闭锁性能的液力变矩器，可有效提高液力变矩器的闭锁扭矩，增强闭锁性能，进而提高液力变矩器的传动效率和经济性，改善车辆乘坐舒适性。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
7.一种高闭锁性能的液力变矩器，包括同轴设置的罩轮毂、涡轮毂、设置在罩轮毂上的罩轮壳和从动板以及设置在涡轮毂上的扭转减振器；罩轮壳与发动机动力输出盘连接；
8.其特殊之处在于：还包括与罩轮壳同轴设置的闭锁摩擦机构；
9.闭锁摩擦机构位于罩轮壳与从动板之间；
10.闭锁摩擦机构包括环状摩擦基板、设置在环状摩擦基板外侧的第一摩擦片和设置在环状摩擦基板内侧的第二摩擦片；
11.环状摩擦基板与罩轮壳同轴设置，且环状摩擦基板的边缘设置有摩擦基板拨齿；
12.罩轮壳的内侧壁上设置有与第一摩擦片相对应的第一摩擦面；
13.从动板的内侧壁上设置有与第二摩擦片相对应的第二摩擦面；
14.扭转减振器上设置有扭转减振器拨齿；摩擦基板拨齿与扭转减振器拨齿扣合连接；
15.第一摩擦片和第二摩擦片分别与第一摩擦面、第二摩擦面配合可实现滑摩或分离。
16.进一步地，所述第一摩擦片、环状摩擦基板和第二摩擦片均垂直于传动轴设置；
17.第一摩擦面外沿与第一摩擦片之间的距离小于等于第一摩擦面内沿与第一摩擦片之间的距离，且第一摩擦面与第一摩擦片之间的夹角为a1，a1的取值范围为0-0.7
°
；
18.第二摩擦面外沿与第二摩擦片之间的距离小于等于第二摩擦面内沿与第二摩擦片之间的距离，且第二摩擦面与第二摩擦片之间的夹角为a2，a2的取值范围为0-0.7
°
。
19.进一步地，所述第一摩擦面和第二摩擦面均为宽度15-20mm的圆环结构；
20.环状摩擦基板为环形片状结构，所述第一摩擦片和第二摩擦片均为环状结构，环宽为1.0-2.5mm。
21.进一步地，所述a1》a2，或者a1＝a2。
22.进一步地，所述a1的取值为0.4
°
；a2的取值为0.3
°
。
23.进一步地，所述环状摩擦基板的厚度大于第一摩擦面与第一摩擦片之间的最大间隙；
24.环状摩擦基板的厚度也大于第二摩擦面与第二摩擦片之间的最大间隙。
25.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
26.本发明高闭锁性能的液力变矩器中的闭锁摩擦机构，摩擦接触面积大，有效限制了闭锁摩擦机构的径向摆动，消除了从动板变形而造成的摩擦闭锁时摩擦接触不充分的现象，避免了液力变矩器在切换为闭锁状态时导致车辆发生振动或熄火，进而提高液力变矩器的闭锁扭矩，增强闭锁摩擦机构的闭锁可靠性和闭锁稳定性，且适用范围广泛。
附图说明
27.图1为本发明高闭锁性能的液力变矩器实施例的结构示意图；
28.图2为本发明高闭锁性能的液力变矩器实施例中闭锁摩擦机构的结构示意图；
29.图3为本发明高闭锁性能的液力变矩器实施例中，摩擦基板拨齿与扭转减振器拨齿的连接示意图；
30.图4为本发明高闭锁性能的液力变矩器实施例中，第一摩擦面与第一摩擦片、第二摩擦面与第二摩擦片的结构示意图，其中a1为第一摩擦面与第一摩擦片之间的夹角，a2为第二摩擦面与第二摩擦片之间的夹角。
31.图中附图标记为：
32.1-传动轴，2-罩轮壳，3-环状摩擦基板，4-第一摩擦片，5-第二摩擦片，6-连接组件，7-从动板，8-扭转减振器，9-第一摩擦面，10-第二摩擦面，11-螺纹孔，12-扭转减振器拨齿，13-摩擦基板拨齿。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.如图1、图2所示，一种高闭锁性能的液力变矩器，包括罩轮壳2、从动板7、扭转减振器8以及闭锁摩擦机构；罩轮壳2与从动板7安装在罩轮毂上，扭转减振器8安装在涡轮毂上，罩轮壳2与发动机动力输出盘连接。
35.其中罩轮壳2的内侧壁上设置有第一摩擦面9；从动板7的内侧壁上设置有与第二摩擦片5相对应的第二摩擦面10；闭锁摩擦机构与罩轮壳2、从动板7和扭转减振器8同轴设置，且位于第一摩擦面9和第二摩擦面10之间。
36.闭锁摩擦机构设置有环状摩擦基板3、设置在环状摩擦基板3外侧的第一摩擦片4和设置在环状摩擦基板3内侧的第二摩擦片5；环状摩擦基板3与罩轮壳2同轴设置，并且与扭转减振器8连接；第一摩擦片4、第二摩擦片5分别与第一摩擦面9、第二摩擦面10配合可实现滑摩或分离。
37.如图3、图4所示，第一摩擦片4、环状摩擦基板3和第二摩擦片5均垂直于传动轴1的轴向设置；第一摩擦面9外沿与第一摩擦片4之间的距离小于等于第一摩擦面9内沿与第一摩擦片4之间的距离，且第一摩擦面9与第一摩擦片4之间的夹角为a1，a1的取值范围为0-0.7
°
；本实施例中，a1的取值为0.4
°
。第二摩擦面10外沿与第二摩擦片5之间的距离小于等于第二摩擦面10内沿与第二摩擦片5之间的距离，且第二摩擦面10与第二摩擦片5之间的夹角为a2，范围为0-0.7
°
，a2的取值与a1可以相同，也可以不同，根据从动板7左右两侧的压差及从动板的外径和厚度的尺寸确定；本实施例中，a2的取值为0.3
°
。
38.环状摩擦基板3上设置有摩擦基板拨齿13；扭转减振器8上设置有扭转减振器拨齿12；摩擦基板拨齿13与扭转减振器拨齿12扣合连接。第一摩擦面9和第二摩擦面10均为宽度15-20mm的圆环结构；环状摩擦基板3为环形片状结构，第一摩擦片4和第二摩擦片5为圆环结构，其厚度均匀，厚度范围为均1.0-2.5mm的。
39.本发明中，罩轮毂安装在罩轮壳2上，罩轮壳2的内侧壁上设置有第一摩擦面9，第一摩擦面9与闭锁摩擦机构的第一摩擦片4的夹角为0.4
°
(使第一摩擦面9和第一摩擦片4之间有微小斜度)，从动板7安装在罩轮毂上，在液力变矩器中从动板7受压产生微小形变，第一摩擦面9与闭锁摩擦机构的第一摩擦片4的夹角能够克服该微小形变，保证从动板7变形状态下能够增大第一摩擦面9与环状摩擦基板3上的第一摩擦片4的接触面积，可有效消除由于从动板7变形而造成的摩擦接触不稳定情况；第一摩擦面9用于和环状摩擦基板3上的第一摩擦片4摩擦接触，接触状态有分离、部分接触和完全接触；
40.从动板7与第一摩擦面9相对应的位置上设置有第二摩擦面10，第二摩擦面10与闭锁摩擦机构的第二摩擦片5夹角为0.3
°
(使第二摩擦面10和第二摩擦片5之间保持微小斜度)，能够保证第二摩擦面10与环状摩擦基板3上的第二摩擦片5的足够摩擦接触面积，可有效消除从动板7变形而造成的摩擦接触不稳定情况；第二摩擦面10用于和第二摩擦片5摩擦接触，从动板7受液力变矩器中的油压作用向闭锁摩擦机构的第二摩擦片5压靠，使第二摩擦面10与第二摩擦片5的接触状态有分离、部分接触和完全接触；
41.闭锁摩擦机构工作时，环状摩擦基板3上的第一摩擦片4和第二摩擦片5分别与第一摩擦面9和第二摩擦面10摩擦接触，从动板7上的第二摩擦面10、第二摩擦片5、环状摩擦基板3以及第一摩擦片4同时向第一摩擦面9压靠，使闭锁摩擦机构有效提高液力变矩器闭锁时的闭锁扭矩和闭锁传动的稳定性，进而增强液力变矩器的闭锁性能。
42.罩轮壳2的外侧壁上焊接有连接组件6，连接组件6通过其上的螺纹孔11连接车辆发动机的动力输出盘，通过罩轮壳2驱动罩轮毂转动，从动板7与罩轮毂连接，进而使从动板7的转动特性由发动机动力输出盘的转动特性决定。
43.在液力变矩器的滑摩状态时，罩轮壳2相对于闭锁摩擦机构和从动板7，其沿传动轴1的轴向位移固定；从动板7是闭锁摩擦机构进行闭锁和解锁的主动件，通过液力变矩器中的油液驱动从动板7向闭锁摩擦机构一侧压靠，并使从动板7上的第二摩擦面10与闭锁摩擦机构的第二摩擦片5不完全接触，带动闭锁摩擦机构一起向第一摩擦面9压靠。此时闭锁摩擦机构向罩轮壳2一侧压靠，使第一摩擦片4与第一摩擦面9不完全摩擦接触，进而形成液力变矩器的滑摩状态，此时可以传递小扭矩和较小转速；闭锁摩擦机构的第一摩擦片4和第一摩擦面9的摩擦接触状态可调控。
44.罩轮壳2上的第一摩擦面9与垂直于传动轴1的垂线方向的夹角，具体由从动板7受压变形程度决定，第一摩擦面9相对于闭锁摩擦机构的环状摩擦基板3具有倾斜特征，其设置于罩轮壳2的内侧壁上，沿罩轮壳2的径向设置为圆环状。从动板7上的第二摩擦面10与垂直于传动轴1的垂线方向的夹角，具体由从动板7受压变形程度决定，第二摩擦面10相对于闭锁摩擦机构的环状摩擦基板3具有倾斜特征，其设置于从动板7相对于罩轮壳2上第一摩擦面9的一侧，沿从动板7的径向设置为圆环状。具有斜度特征的第一摩擦面9和第二摩擦面10，提升了液力变矩器的摩擦接触稳定性，增强闭锁摩擦机构的可靠性。
45.在液力变矩器的闭锁状态时，闭锁摩擦机构受压产生微小变形，第一摩擦面9完全与第一摩擦片4摩擦接触，形成液力变矩器的闭锁状态。从动板7安装在闭锁摩擦机构内侧位置，且保持转动状态，从动板7的转动特性与罩轮壳2一致，从动板7是一个回转体件；相对于闭锁摩擦机构，从动板7可以通过液力变矩器中的油液，在其两侧形成压力差，进而驱动从动板7进行沿传动轴1的轴向移动，增大从动板7两侧压差，使其对闭锁摩擦机构进行推压，实现液力变矩器的闭锁状态。
46.当液力变矩器在的闭锁状态时，从动板7受压产生较小变形，从动板7变形呈现向闭锁摩擦机构一侧塌陷，变形量由从动板7的中心向外沿减小，恰好使第二摩擦面10整体与环状摩擦基板3完全摩擦接触，形成液力变矩器的闭锁状态。一般的单一摩擦片平面摩擦接触闭锁装置，从动板7受压发生变形易造成摩擦面外沿翘起，从动板7的摩擦面和闭锁摩擦机构的第二摩擦面10摩擦接触不完全，进而导致液力变矩器闭锁性能不稳定，闭锁扭矩较低，具有斜度特征的第二摩擦面10，有效克服了这种缺陷。
47.本实施例中，环状摩擦基板3的厚度大于第一摩擦面9与第一摩擦片4之间的最大间隙，同时环状摩擦基板3的厚度也大于第二摩擦面10与第二摩擦片5之间的最大间隙。闭锁摩擦机构的环状摩擦基板3选用钢板，其上设有摩擦基板拨齿13，摩擦基板拨齿13规则的分布于环状摩擦基板3的外边沿(即环状摩擦基板3的外圈)，将摩擦基板拨齿13与扭转减振器拨齿12通过扣合的方式连接，则当闭锁摩擦机构在执行闭锁时，利用环状摩擦基板3将扭矩传递至扭转减振器8。
48.在液力变矩器的解锁状态时，则从动板7两侧压差减小，从动板7在液力变矩器的弹簧片作用下弹开，此时闭锁摩擦机构的第一摩擦片4和第一摩擦面9为非接触状态、第二摩擦片5和第二摩擦面10为非接触状态；使从动板7沿传动轴1的轴向位移可通过从动板7的两侧压差控制。
49.本发明中，可通过调节从动板7两侧的压差来控制液力变矩器的滑摩状态、闭锁状态及解锁状态工作。
50.1)调节液力变矩器的压力为滑摩状态压力0.2mpa，从动板7两侧产生滑摩压差，从动板7向闭锁摩擦机构一侧压靠，闭锁摩擦机构上第二摩擦片5与第二摩擦面10的大半径部分接触，从动板7继续带动闭锁摩擦机构向罩轮壳2移动，即向第一摩擦面9推压，使第一摩擦片4与第一摩擦面9的大半径部分接触，此时可以传递小扭矩和较小转速。
51.2)调节液力变矩器的压力为闭锁状态压力0.8mpa，从动板7两侧压差增大，从动板7向闭锁摩擦机构一侧压紧，第二摩擦面10和第一摩擦面9分别与闭锁摩擦机构环状摩擦基板3之间的压力增大，闭锁摩擦机构上的第一摩擦片4、第二摩擦片5分别与第二摩擦面10和第一摩擦面9完全接触，接触稳定可靠，可以传递较大扭矩和较大转速。
52.3)调节液力变矩器的压力为解锁状态压力0.4mpa，从动板7两侧压力方向相反，从动板7弹回，闭锁摩擦机构上的第一摩擦片4、第二摩擦片5分别与第一摩擦面9和第二摩擦面10保持分离，不传递转矩和转速。
53.闭锁摩擦机构执行滑摩、闭锁和解锁的过程是一个动态过程，根据闭锁摩擦机构的结构特性，结合液力变矩器的工作参数和充油特性，确定液力变矩器的闭锁摩擦机构在闭锁点、滑摩点和解锁点的压力以及从动板7两侧的压差，制定闭锁摩擦机构工作状态的控制方式；通过调节从动板7的两侧压差，实现闭锁摩擦机构滑摩、闭锁和解锁的控制。从动板7两侧调节为滑摩压差，闭锁摩擦机构执行滑摩状态；从动板7两侧调节为闭锁压差，闭锁摩擦机构执行闭锁状态；从动板7两侧调节为解锁压差，闭锁摩擦机构执行解锁状态。