变矩器组件及手动变速器的制造方法
【专利说明】变矩器组件及手动变速器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年8月25日提交的62/041213号美国临时申请的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入此文。
技术领域
[0003]本公开涉及包括手动变速器和变矩器的传动系部件。更具体地说，公开了一种用于将发动机联接到手动变速器的变矩器组件以及其控制方法。
【背景技术】
[0004]本节提供涉及本公开的不一定是现有技术的背景信息。
[0005]常规的手动变速器通常具有几个基本部件，包括齿轮组、离合器和变速杆(即手动换档杆)。因而，常规的手动变速器的设计相对简单，带来成本的节省、效率的提高和良好的可靠性。为了发动车辆并变换齿轮，驾驶员接合离合器、选择齿轮并且随后释放离合器，同时控制离合器压力和发动机转速。因此，常规的手动变速器的操作会要求驾驶员具有高度专注度和协调性。掌握这样的操作对于没有经验的驾驶员而言也是困难的，其会导致驾驶员疲劳。在城市中驾驶或在交通拥挤时驾驶时，速度低并且行进是停停走走，常规的手动变速器会特别不方便，因为驾驶员必须反复切换档位，同时平衡离合器的应用以防止发动机熄火。带有常规手动变速器的车辆在齿轮变换期间，特别是在驾驶员没有正确判断车辆速度、发动机转速、换档时机和离合器压力的情况下，也会经历突然加速。这导致对于驾驶员和乘客等而言不舒适、颠簸的乘坐体验。
[0006]为使驾驶工作轻松并增加舒适感，开发了自动变速器。自动变速器消除了对于驾驶员手动变换齿轮同时操作离合器并调节发动机转速的需要。自动变速器还具有其他理想特性，包括平滑度增加和噪声、震动以及粗糙度降低。然而，这些益处伴随若干缺陷，包括复杂度增加、成本增加以及效率降低。
[0007]常规自动变速器的核心件是变矩器。变矩器包括使发动机产生的旋转动力传递到其他传动系部件的流体联接。变矩器的关键功能是使由发动机产生的转矩倍增，并且允许发动机输出部和其他传动系部件之间的滑动。这些功能相互关联，并且使车辆能够从停止状态发动而不需要离合器并且发动机不熄火。变矩器通常包括连接到诸如曲轴的发动机输出轴并与发动机输出轴一起旋转的外壳。变矩器还包括邻接外壳的盖，以形成内部腔室。定子被设置在内部腔室内，其将内部腔室内的流体流重新导向以使发动机转矩倍增。栗被连接到外壳的内侧，其使流体在内部腔室内循环。涡轮机被设置在内部腔室内，其由在内部腔室内循环的流体驱动。该涡轮机随后通过自动变速器的齿轮联接到其他传动系部件。一些常规的变矩器也以设置在内部腔室内的锁止离合器为特征。锁止离合器选择性地向外壳施加压力，以将涡轮机与外壳可旋转地联接。
[0008]在创造将常规手动变速器的效率和成本优点与常规自动变速器的平滑度和改进结合的新的变速器的工作中，常规的变矩器已与手动变速器配合。一个这样的设计在2013年12月13日提交并且名称为“带有变矩器的手动变速器”的，序列号为61/915695的美国临时专利申请中被公开。该设计将变矩器放置串联置于离合器和手动变速器的齿轮组之间。然而，在这样的设计中仍然需要在发动机输出部和变矩器之间设置分离的离合器。
【实用新型内容】
[0009]本节提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。
[0010]本公开提供一种变矩器组件，当联接到手动变速器时，该变矩器组件消除了对分离的离合器的需要。所述变矩器组件包括随发动机旋转的外壳和邻接所述外壳以形成内部腔室的盖。该变矩器组件的许多部件包含在该内部腔室内，包括定子、栗、涡轮机和集成式断开离合器。所述定子重新导向内部腔室内的流体流，以使发动机转矩倍增。所述栗使内部腔室内的流体循环(即栗送)，而所述涡轮机由该流体流驱动。因此，在所述栗和所述涡轮机之间限定流体联接。所述集成式断开离合器选择地接合所述外壳，使得当集成式断开离合器被接合时在外壳和集成式断开离合器之间产生摩擦联接。该变矩器组件进一步包括第一输出轴和第二输出轴。第一输出轴可旋转地联接到涡轮机，并经由栗和涡轮机之间的流体联接驱动所述手动变速器的第一正向齿轮以及可选地反向齿轮。第二输出轴可旋转地联接到集成式断开离合器。以此方式，第二输出轴经由外壳和集成式断开离合器之间的摩擦联接驱动手动变速器的其它正向齿轮中的一个。
[0011]根据本公开的另一方面，可提供输出连接构件。输出连接构件被设置在内部腔室内，并且将栗可旋转地联接到集成式断开离合器和/或第二输出轴。
[0012]根据本公开的又一方面，提供一种控制上述变矩器组件和手动变速器的方法。该方法包括以下步骤:用发动机旋转变矩器组件的外壳；在变矩器组件的栗和涡轮机之间提供流体联接；和从变矩器组件的外壳向栗传递转矩。因此，栗被旋转地驱动并产生变矩器组件的内部腔室内的流体流。由于输出连接构件将栗可旋转地联接到集成式断开离合器，转矩从外壳传递到集成式断开离合器，并从集成式断开离合器传递到栗。该方法进一步包括以下步骤:驱动变矩器组件的涡轮机随栗产生的流体流旋转；使用涡轮机旋转第一输出轴；和在车辆起动期间接合手动变速器的第一正向齿轮，使得第一正向齿轮随第一输出轴旋转并由栗和涡轮机之间的流体联接驱动。因为第一输出轴由涡轮机和栗之间的流体联接驱动，允许第一输出轴相当于栗滑移。该方法还包括以下步骤:在变矩器组件的外壳和集成式断开离合器之间提供摩擦联接；从外壳向集成式断开离合器传递转矩以驱动集成式断开离合器的旋转；使用集成式断开离合器旋转第二输出轴；和在车辆起动后接合手动变速器的第二正向齿轮，使得第二正向齿轮随第二输出轴旋转并由外壳和集成式断开离合器之间的摩擦联接驱动。因为第二输出轴由外壳和集成式断开离合器之间的摩擦联接驱动，第二输出轴和外壳之间的滑移受限。
[0013]有利地，在此阐述的变矩器组件和方法消除了对于在发动机和手动变速器之间设置分离的离合器的需要。因为当第一正向齿轮被接合时，栗和涡轮机之间的流体联接被用于提供滑移，所以车辆起动可无需分离的离合器的帮助而发生。通过消除常规手动变速器中的离合器，实现了封装和质量减小的益处。具体地，通过消除常规手动变速器的离合器，发动机输出部和手动变速器之间的轴向距离可减小。通过消除与常规手动变速器的离合器相关联的转动惯量和摩擦损耗，效率也得到提高。因为常规手动变速器的离合器是必须在固定的里程间隔替换的磨损部件，所公开的设计的简单性也提高了可靠性。因此，与本公开的设计相关的维护成本少于与常规手动变速器相关的维护成本。本公开的设计的益处在于，由于其更简单并且因为当手动变速器的其他正向齿轮中的一个被接合时，集成式断开离合器绕过栗和涡轮之间的流体联接，其提供优于常规自动变速器的改善的效率和成本。由于变矩器组件的转矩倍增功能，与常规手动变速器相比，本公开的设计也提供细化的改善和易用性。
【附图说明】
[0014]本公开的其他优点将容易理解，因为当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述会更好地理解这些内容，其中:
[0015]图1是根据本公开构造的示例性变矩器组件的剖视图；
[0016]图2是图1中所示的示例性变矩器组件的分解图；和
[0017]图3是例示包括本公开的示例性变矩器组件的示例性手动变速器的示意图。
【具体实施方式】
[0018]参照图1-图3，提供用于将发动机22联接到手动变速器24的变矩器组件20，其中在若干视图中，相同的附图标记自始至终标示对应的部件。手动变速器24通常可具有包括第一正向齿轮28和至少一个其他正向齿轮30的齿轮组26。手动变速器24的齿轮组26也可包括反向齿轮32。发动机22可具有与变矩器组件20联接的发动机输出部34(例如曲轴)。发动机22可以是，但不限于，火花点火发动机(例如，汽油发动机)，压缩点火发动机(例如，柴油发动机)，或电动机。应当理解，如在此使用的术语“发动机”指能够产生旋转运