一种装有三个涡轮的液力变矩器的制造方法
【专利摘要】一种装有三个涡轮的液力变矩器，属于机械传动领域。其特征在于：在发动机起动或负载很大时，主要是第一涡轮起作用，经过第一减速齿轮对作用，液力变矩器输出轴的转速比低，转矩比高，效率高；随着负载的降低，第一涡轮脱开空转，第二涡轮起主要作用，经过第二等速齿轮对作用，液力变矩器输出轴的转速比逐渐升高，转矩比降低，效率高；负载继续降低，第二涡轮脱开空转，第三涡轮起主要作用，液力变矩器输出轴的转速升高，经过第三加速齿轮对作用，转速比升高，转矩比降低，效率高。本实用新型能同时获得宽广平滑的扭矩特性和高的效率区，使液力变矩器在负载变化大，而且变化频繁的工况下，可以简化操纵，可以推广使用。
【专利说明】 一种装有三个涡轮的液力变矩器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种装有三个涡轮的液力变矩器，适用于负载变化范围大而且变化频繁的机械，属于工程机械液力传动系统领域。
【背景技术】
[0002]液力变矩器由泵轮组件、涡轮组件、导轮组件组成，安装在发动机和变速器之间，以液压油(ATF)为工作介质，起传递转矩、改变力矩、变速及离合的作用。液力变矩器不仅传递力矩，且能在泵轮力矩不变的情况下，随着涡轮的转速不同而改变涡轮输出的力矩。有些机械负载变化大而且负载变化频繁，单涡轮液力变矩器在低转速比范围内动力性和经济性较差，只在中等转速比范围内具有较高效率，高效率范围小；在起动时变矩比较低，变矩范围较小；当汽车需要在高传动比情况下行驶时，液力变矩器效率反而下降，换挡频繁，不适用于负载变化大而且负载变化频繁的机械，这个问题有待于进一步改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种新型的液力变矩器，不仅具有更宽的高效率范围和较大的变矩范围，而且减少了换挡次数。是通过以下技术方案实现的:
[0004]一种装有三个涡轮的液力变矩器包括:液力变矩器输入轴、液力变矩器输出轴、泵轮、第一涡轮、第二涡轮、第三涡轮、导轮、导轮固定套管、第一涡轮轴、第二涡轮轴、第三涡轮轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第一单向离合器、第二单向离合器、第三单向离合器、花键。其中，第一齿轮和第四齿轮啮合构成一对减速齿轮，称为第一减速齿轮对；第二齿轮和第五齿轮啮合构成一对等速齿轮，称为第二等速齿轮对；第三齿轮和第六齿轮啮合构成一对加速齿轮，称为第三加速齿轮对。第一涡轮、第二涡轮、第三涡轮从靠近泵轮到远离泵轮依次排列，涡轮叶片角度依次增大，涡轮叶片大小也依次增大，第一涡轮安装在第一涡轮轴上，第二涡轮安装在第二涡轮轴上，第三涡轮安装在第三涡轮轴上；第二涡轮轴套在第一涡轮轴外侧，第三涡轮轴套在第二涡轮轴外侧；第一涡轮轴上安装有第一齿轮，第一齿轮与第四齿轮啮合，第二涡轮轴上安装有第二齿轮，第二齿轮与第五齿轮啮合，第三涡轮轴上安装有第三齿轮，第三齿轮与第六齿轮啮合；第四齿轮通过第一单向离合器与液力变矩器输出轴相连，第五齿轮通过第二单向离合器与液力变矩器输出轴相连，第六齿轮通过花键连接在液力变矩器输出轴上；导轮通过第三单向离合器安装在导轮固定套管上，导轮固定套管安装在液力变矩器壳体上。
[0005]本实用新型比较现有技术的优点:
[0006]1、这种变矩器由于第一单项离合器、第二单向离合器的作用，可根据车辆运行的阻力，自动达到起步和低速重载时几个涡轮同时工作与高速轻载时第三涡轮单独工作的目的。因此，它能同时获得宽广平滑的扭矩特性和高的效率区，提高车辆的最大牵引力，经济性亦较好；
[0007]2、随着外负荷的变动而自动变速时，相当于三档速度，故变速器档数可减少，简化了结构和操纵；
[0008]3、生产量大、成本低、制造技术稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型所述三涡轮液力变矩器的布置示意图。
【具体实施方式】
[0010]I一液力变矩器输入轴；2—液力变矩器输出轴；3—泵轮；4一第一涡轮；5—第二涡轮；6—第三涡轮；7—导轮；8—第三单向离合器；9一导轮固定套管；10—第三齿轮；11一第二齿轮；12—第一齿轮；13—第一祸轮轴；14一第二祸轮轴；15—第二祸轮轴；16—第六齿轮；17—第五齿轮；18—第四齿轮；19一花键；20—第二单向离合器；21—第一单向直A婴闻口荷O
[0011]下面结合实例附图对本实用新型作进一步的描述。
[0012]如图1所示，本实用新型所述三涡轮液力变矩器，包括液力变矩器输入轴1、液力变矩器输出轴2、泵轮3、第一涡轮4、第二涡轮5、第三涡轮6、导轮7、第三单向离合器8、导轮固定套管9、第三齿轮10、第二齿轮11、第一齿轮12、第一涡轮轴13、第二涡轮轴14、第三涡轮轴15、第六齿轮16、第五齿轮17、第四齿轮18、花键19、第二单向离合器20、第一单向离合器21。发动机运转时带动液力变矩器的壳体和泵轮3 —同旋转，泵轮3内的工作油在离心力的作用下，由泵轮3叶片外缘冲向涡轮，第一涡轮、第二涡轮、第三涡轮叶片角度依次增大，随着泵轮转速的改变，工作液油冲击到不同的涡轮叶片上，带动不同涡轮旋转，得到不同的转矩比和转速比，由于作用力反作用力的关系，工作油沿涡轮叶片流向导轮7，再经导轮7叶片流回泵轮3叶片内缘，形成循环的工作油。在液体循环流动过程中，导轮7给涡轮一个反作用力矩，从而使涡轮输出力矩不同于泵轮3输入力矩，具有变矩功能。第一涡轮4、第二涡轮5、第三涡轮6叶片大小依次增大，可以增大第二涡轮5、第三涡轮6传递的力矩。
[0013]在发动机起动或负载很大时，主要是第一涡轮4起作用。液力变矩器输出轴2的转速很低，转速比很低。液力变矩器输入轴I带动泵轮3旋转，工作液在泵轮3的带动下冲击到第一涡轮4叶片上，带动第一涡轮4旋转，第一涡轮4安装在第一涡轮轴13上，动力经第一涡轮4传递到第一涡轮轴13上，带动第一涡轮轴13旋转，第一涡轮轴13上安装有第一齿轮12，第一齿轮12与第四齿轮18啮合构成第一减速齿轮对，第四齿轮18通过第一单向离合器21安装在液力变矩器输出轴2上，第一涡轮轴13通过第一减速齿轮对和第一单向离合器21将动力传递给液力变矩器输出轴2，带动液力变矩器输出轴2旋转，动力输出给变速箱。此时，第一涡轮4转速较低或转速为零，泵轮3转速大于第一涡轮4转速，冲击到第一涡轮4的工作油，由于作用力与反作用力的关系，流向导轮7正面，然后再流回泵轮3，所以导轮7给第一涡轮4 一个反作用力矩，从而使第一涡轮4输出力矩大于泵轮3输入力矩，具有变矩功能。从液力变矩器输入轴I传递来的力矩M1，在动力传递过程中，经过第一齿轮12与第四齿轮18啮合构成的第一减速齿轮对而增大，再加上导轮7作用而使液力变矩器输出轴2的力矩M2增大，因此液力变矩器的转矩比M2/M1很大。此时是三个涡轮一同旋转的三涡轮液力变矩器工作状态，第二涡轮5、第三涡轮6传递的力矩很小，转速比较低，效率较高。
[0014]在负载降低时，转速比逐渐升高。从泵轮3流来的工作液冲击到第一涡轮4叶片上的角度逐渐发生偏折，第一涡轮4传递的转矩迅速减小，当第一涡轮4的转速达到一定值时，即转速比达到一定值il时，工作液冲击到第一涡轮4叶片的背面，第一涡轮4反向旋转，第一单向离合器21松开，导致第一涡轮4空转。从泵轮3流来的工作油冲击到第二涡轮5叶片上，带动第二涡轮5旋转，第二涡轮5传递的力矩增大，第二涡轮5安装在第二涡轮轴14上，动力经第二涡轮5传递到第二涡轮轴14上，第二涡轮轴14上安装有第二齿轮11，第二齿轮11与第五齿轮17啮合构成第二等速齿轮对，第五齿轮17通过第二单向离合器20安装在液力变矩器输出轴2上，第二涡轮轴14通过第二等速齿轮对和第二单向离合器20将动力传递给液力变矩器输出轴2，动力输出给变速箱。此时，第二涡轮5转速较高，冲击到第二涡轮5的工作液，由于作用力与反作用力的关系，工作液流向导轮7正面，然后再流回泵轮3，所以导轮7给第二涡轮5 —个反作用力矩，从而使第二涡轮5转矩大于泵轮3转矩；随着第二涡轮5转速的升高，第二涡轮5出口处工作油流向与导轮7叶片相切，第二涡轮5转矩等于泵轮3转矩；第二涡轮5转速继续升高，第二涡轮5出口处工作油冲击导轮7叶片背面，导轮7反向旋转，第8单向离合器松开，变矩器转入耦合器工作状况。从液力变矩器输入轴I传递来的力矩Ml，经过第二齿轮11与第五齿轮17啮合构成的第二等速齿轮对，再加上导轮7作用而使液力变矩器输出轴2的力矩M2增大，第三涡轮6传递的力矩保持不变，总的输出力矩减小，因此液力变矩器的转矩比M2/M1较大。此时是第二涡轮5、第三涡轮6 —同旋转的二涡轮液力变矩器工作状态，转速比较高，变矩器转入耦合器工作状况，效率高。
[0015]当负载降低时，转速比升高，第二涡轮5转速升高。从泵轮3流来的工作油冲击到第二涡轮5叶片上的角度逐渐发生偏折，第二涡轮5传递的转矩迅速减小，当第二涡轮5的转速达到一定值时，即转速比达到一定值i2时，工作液冲击到第二涡轮5叶片的背面，第二涡轮5反向旋转，第二单向离合器20松开，导致第二涡轮5空转。从泵轮3流来的工作油冲击到第三涡轮6叶片上，带动第三涡轮6旋转，第三涡轮6传递的转矩增大，第三涡轮6安装在第三涡轮轴15上，动力经第三涡轮6传递到第三涡轮轴15上，第三涡轮轴15上安装有第三齿轮10，第三齿轮10与第六齿轮16啮合构成第三加速齿轮对，第六齿轮16通过花键19安装在液力变矩器输出轴2上，第三涡轮轴15通过第三加速齿轮对和花键19将动力传递给液力变矩器输出轴2，动力输出给变速箱。此时，从液力变矩器输入轴I传递来的力矩M1，经过第三齿轮10与第六齿轮16啮合构成的第三加速齿轮对作用而减小，因此液力变矩器的转矩比M2/M1较小。此时是第三涡轮6单独旋转的单涡轮液力变矩器工作状态，转速比很高，转矩比较小，变矩器转入耦合器工作状况，效率高。
[0016]本实用新型主要是提供装有三个涡轮的液力变矩器，可以使液力变矩器在负载变化范围大且负载变化频繁的工况下提高变矩范围和拥有更宽的高效范围，简化了液力变矩器的结构和操纵，在不背离本实用新型本质的情况下，可将三涡轮液力变矩器的结构布置做相应改动，但这些相应的改动都应属于本实用新型所属的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种装有三个涡轮的液力变矩器，包括液力变矩器输入轴、液力变矩器输出轴、泵轮、第一涡轮、第二涡轮、第三涡轮、导轮、导轮固定套管、第一涡轮轴、第二涡轮轴、第三涡轮轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第一单向离合器、第二单向离合器、第三单向离合器、花键，其特征在于:所述液力变矩器安装有三个涡轮，第一涡轮、第二涡轮、第三涡轮，涡轮叶片角度依次增大，随着泵轮转速的改变，工作油冲击到不同的涡轮叶片上，带动不同涡轮旋转，得到不同的转矩比和转速比；所述第一涡轮安装在第一涡轮轴上，第二涡轮安装在第二涡轮轴上，第二涡轮轴安装在第一涡轮轴外侧，第三涡轮安装在第三涡轮轴上，第三涡轮轴安装在第一涡轮轴、第二涡轮轴外侧。
2.根据权利要求1所述一种装有三个涡轮的液力变矩器，其特征在于:所述第一涡轮、第二涡轮、第三涡轮从靠近泵轮到远离泵轮依次排列，所述涡轮叶片大小依次增大，可以增大第二涡轮、第三涡轮传递的力矩。
3.根据权利要求1所述一种装有三个涡轮的液力变矩器，其特征在于:所述导轮以第三单向离合器安装在导轮固定套管上，使得涡轮转速升高到一定值时，变矩器转入耦合器的工作状况，效率高。
4.根据权利要求1所述一种装有三个涡轮的液力变矩器，其特征在于:所述第一涡轮轴通过第一减速齿轮对和第一单向离合器将动力传递给液力变矩器输出轴，所述第二涡轮轴通过第二等速齿轮对和第二单向离合器将动力传递给液力变矩器输出轴，所述第三涡轮轴通过第三加速齿轮对和花键将动力传递给液力变矩器输出轴。
【文档编号】F16H41/28GK204239660SQ201420708513
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】杨立霞 申请人:山东理工大学