用于变矩器的定子的速度控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种变矩器，更具体地，涉及一种用于变矩器的定子的速度控制系统。

背景技术：

具有自动变速器的机器采用变矩器。变矩器是液力传动装置，其通常经由变速器将原动机的旋转扭矩传递到驱动负载。变矩器通常包括泵轮、涡轮和定子。泵轮连接到原动机的驱动轴，例如内燃机的曲轴。涡轮连接到变速器的输入轴。定子位于涡轮和泵轮之间，使得定子将朝向泵轮排出涡轮的流体重新定向，以进一步增加泵轮的转速。单向定子离合器用于使定子空转，同时在泵轮和涡轮之间传递扭矩。此外，当定子的速度超过期望速度，单向定子离合器可能发生故障，从而影响机器中的变矩器的性能。

美国专利公开第2009/253823号（'823申请）公开了一种涡轮组件，其布置成设置在变矩器内。涡轮组件包括涡轮叶片、涡轮壳体和弹簧保持器。附接装置用于将涡轮叶片固定到涡轮壳体和弹簧保持器，包括从涡轮叶片向外延伸的至少一个第一叶片翼片，布置成接合涡轮壳体内的至少一个第一槽和在弹簧保持器内的至少一个第二槽。至少一个第一叶片翼片布置成相对于弹簧保持器固定至少一个叶片。一般来说，保持器壳体包括内表面和外表面，外表面布置成接触涡轮壳体，并且在一些方面，至少一个第一叶片翼片设置成弯曲以接触内表面。然而，'823申请没有公开导致定子的单向离合器故障的操作条件。

技术实现要素：

在本实用新型的一个方面，提供了一种用于变矩器的定子的速度控制系统。定子设置在变矩器的泵轮和涡轮之间。速度控制系统包括围绕定子的外圆周设置的环形圈构件。速度控制系统还包括设置在环形圈构件的外圆周上的多个翼形构件。多个翼形构件中的每一个具有第一端和远离第一端的第二端。第二端适于通过枢转构件联接到环形圈构件。多个翼形构件中的每一个可围绕由枢转构件限定的枢转轴线在第一位置和第二位置之间移动。速度控制系统还包括设置在多个翼形构件中的每一个的第二端处的弹性构件。当多个翼形构件中的每一个处于第一位置时，多个翼形构件中的每一个的第一端接近环形圈构件的外圆周。弹性构件适于通过其弹力将多个翼形构件中的每一个定位在第一位置。当定子的旋转速度等于或大于定子的阈值速度时，多个翼形构件中的每一个克服弹性构件的弹力从第一位置移位到第二位置，以控制定子的旋转速度在阈值速度内。

在本实用新型的另一个方面，提供了一种用于变矩器的定子的速度控制系统。定子设置在变矩器的泵轮和涡轮之间。速度控制系统包括设置在定子的外圆周的环形圈构件。速度控制系统还包括设置在环形圈构件的外圆周上的多个翼形构件。多个翼形构件中的每一个的第一端联接到环形圈构件的外圆周。多个翼形构件中的每一个还包括远离第一端的第二端，并且设置为远离环形圈构件的外圆周。第一端和第二端限定了相对于流体腔的长度，该流体腔限定在泵轮和涡轮之间。多个翼形构件中的每一个还包括在第一端和第二端之间延伸的第一侧边缘。多个翼形构件中的每一个还包括远离第一侧边缘的第二侧边缘，并且在第一端和第二端之间延伸。第一侧边缘和第二侧边缘限定了相对于流体腔的宽度。多个翼形构件中的每一个还包括限定在第一端、第二端、第一侧边缘和第二侧边缘之间的平面表面。平面表面相对于沿着环形圈构件的外圆周限定的切向表面成角度。多个翼形构件将定子的旋转速度控制在阈值速度内。

本实用新型的多个翼形构件在变矩器的运行期间控制定子的旋转速度在阈值速度内，以防止单向离合器发生故障，且可以提高变矩器的性能。

通过以下描述和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得清楚和易于理解。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的具有设置在定子上的速度控制系统的变矩器的局部侧剖视图；

图2是具有图1的速度控制系统的定子的透视图；

图3是图2的速度控制系统的一部分的分解图；

图4是根据本实用新型的另一个实施例的具有速度控制系统的定子的侧视图；

图5是定子的侧视图，示出了图2的速度控制系统的多个翼形构件的第一位置；以及

图6是定子的侧视图，示出了图2的速度控制系统的多个翼形构件的第二位置。

具体实施方式

现在将详细参考具体实施例或特征，其示例在附图中示出。在可能的情况下，在整个附图中将使用对应或相似的附图标记来指代相同或相应的部分。此外，当可能存在多于一个相同类型的元件时，集体地或单独地做出对本文描述的各种元件的引用。然而，这样的引用本质上仅仅是示例性的。可以注意到，除非在所附权利要求中明确阐述，否则对单数元素的任何引用也可以被解释为涉及复数，反之亦然，而不将本实用新型的范围限制为这些元件的确切数目或类型。

图1示出了变矩器10的局部侧视剖视图，该变矩器具有设置在定子14上的速度控制系统12。变矩器10是液力传动装置，其经由变速器（未示出）将来自发动机（未示出）的旋转扭矩传递到负载，例如机器的地面接合元件（未示出）。在示例中，驱动轴16用于将来自发动机的旋转扭矩传递到变矩器10。变矩器10还通过输出轴18可旋转地联接到变速器。输出轴18用于将动力从变矩器10传递到负载。

变矩器10包括填充有流体的壳体20。壳体20联接到驱动轴16，使得壳体20适于通过驱动轴16旋转。在示例中，变矩器10的壳体20可以安装在发动机的飞轮（未示出）上。驱动轴16可以联接到飞轮。变矩器10还包括泵轮22和涡轮24。

泵轮22包括附接到变矩器10的壳体20的内表面的叶片阵列。在发动机的运行期间，泵轮22的叶片的阵列通过驱动轴16旋转，并且泵轮22将流体引向涡轮24。涡轮24也包括附接到变矩器10的输出轴18的叶片的阵列。在运行期间，由泵轮22泵送的流体使涡轮24旋转，并且因此将来自发动机的旋转扭矩传递到变速器。泵轮22和涡轮24在其间限定流体腔23。流体腔23被限定为允许流体在泵轮22和涡轮24之间流动，以便将来自泵轮22的机械功率传递到涡轮24。从壳体20进入泵轮22的流体朝向涡轮24通过流体腔23。

定子14设置在泵轮22和涡轮24之间，使得定子14将从涡轮24排出的流体朝向泵轮22重新定向，以调节泵轮22的旋转速度。定子14也包括叶片的阵列，该叶片的阵列适于控制从涡轮24离开的流体流的方向以与相对于叶片22的流体流动的方向对准。在发动机的怠速状态期间，即，从涡轮24排出的流体冲击到定子14的叶片的阵列上，从而使得定子14可以趋向于相对于流体流在相反的方向旋转。

然而，由于存在单向离合器25，防止定子14相对于流体流在相反的方向旋转。单向离合器25设置在定子14和输出轴18之间，并且适于防止定子14沿相反方向旋转。在发动机运转期间，涡轮24旋转的速度等于泵轮22旋转的速度。在这种运行条件期间，定子14开始旋转，并且一旦定子14开始旋转，定子14以与涡轮24和泵轮22相同的速度空转。

图2示出了具有图1的速度控制系统12的定子14的透视图。速度控制系统12包括围绕定子14的外圆周28设置的环形圈构件26。环形圈构件26包括多个凹入部分30。多个凹入部分30中的每一个包括第一配合表面32（如图3所示）。第一配合表面32相对于定子14的外圆周28成一定角度。虽然参照图2示出并描述了多个凹入部分30，可以设想定子14可以设置有单个凹入部分。

速度控制系统12还包括设置在环形圈构件26的多个凹入部分30上的多个翼形构件34。在一个示例中，多个翼形构件34可以沿着定子14的外圆周28安装，以控制定子14的速度。多个翼形构件34中的每一个包括具有第二配合表面40的第一端38（如图3所示）。多个翼形构件34中的每一个的第二配合表面40适于与多个凹入部分30中的每一个的第一配合表面32相匹配。在一个示例中，多个翼形构件34中的每一个的外表面的轮廓可以以这样的方式限定，即具有沿着环形圈构件26的外圆周27的连续的表面。因此，环形圈构件26和多个翼形构件34在定子14上的组装形成圆形轮廓。

多个翼形构件34中的每一个还包括远离第一端38的第二端42。第二端42通过枢转构件44联接到环形圈构件26。此外，多个翼形构件34中的每一个的第二端42接近环形圈构件26的外圆周27。虽然，参考图2示出和描述了多个翼形构件34，可以理解，定子14可以设置有单个翼形构件。由于枢转构件44的存在，多个翼形构件34中的每一个可在第一位置46（如图5所示）和第二位置48（如图6所示）之间围绕由枢转构件44限定的枢转轴线AA运动。在一个示例中，枢转构件44可以是销。

图3示出了具有速度控制系统12的定子14的部分的分解视图。图3中示出了一个翼形构件34，用于说明本实用新型的目的。速度控制系统12还包括从第一配合表面32延伸的突起45。如图3所示，突起45以半圆形截面设置，并且包括通孔47，以在其中容纳枢转构件44，用于保持翼形部件34。

速度控制系统12还包括设置在多个翼形构件34中的每一个的第二端42处的弹性构件50。在一个示例中，弹性构件50可以是但不限于是弹簧，其设置在多个翼形构件34中的每一个的第二端42处。弹性构件50适于通过其弹力将多个翼形构件34中的每一个定位在第一位置46。

当多个翼形构件34处于第一位置46时，弹性构件50处于扩展状态“S1”（图5所示），并且当多个翼形构件34位于第二位置48时，弹性构件50处于压缩状态“S2”（图6所示）。定子14的多个翼形构件34从第一位置46移动到第二位置48，以抵抗在泵轮22和涡轮24之间产生的流体流，从而防止定子14以等于或大于定子14的阈值速度的速度旋转。多个翼形构件34到第二位置48的致动将参考图6进行详细描述。阈值速度可以被定义为单向离合器25的最大速度容量，超过该最大速度容量，变矩器10的性能可能会降低。阈值速度可基于各种运行参数来定义，包括但不限于变矩器10的壳体20内的流体流量、扭矩需求和单向离合器25的各种其他参数。应当理解，弹性构件50和多个翼形构件34基于在变矩器10的运行期间需保持在变矩器10内的阈值速度设计。此外，弹性构件50的弹性和各种其他尺寸特性可以基于各种运行参数，例如如流体流量、驱动轴16的速度和流体特性，例如粘度来确定。

在所示的实施例中，弹性构件50被容纳在孔52内，该孔设置在定子14的环形圈构件26中。在弹簧的情况下，可以基于弹簧的自由长度、刚度、扩展状态'S1'和压缩状态'S2'来限定孔52的深度。孔52可以是在多个凹入部分30中的凹口，以容纳弹性构件50。

在一个可选择的实施例中，弹性构件50可以被扭转弹簧替代，该扭转弹簧设置在多个翼形构件34中的每一个的第二端42处。扭转弹簧可围绕枢转构件44设置，从而基于定子14的旋转速度，引起多个翼形构件34在第一位置46和第二位置48之间的移动。扭转弹簧可以基于在变矩器10内要保持的定子14的阈值速度来设计。

图4是根据本实用新型的另一个实施例的具有速度控制系统54的定子14的侧视图。速度控制系统54包括围绕定子14的外圆周28设置的环形圈构件26。速度控制系统54还包括设置在环形圈构件26的外圆周27上的多个翼形构件56。多个翼形构件56沿着定子14的外圆周28设置，以控制定子14的速度。

多个翼形构件56中的每一个包括联接到环形圈构件26的外圆周27的第一端58。多个翼形构件56中的每一个还包括远离第一端58的第二端60。第二端60设置为远离环形圈构件26的外圆周27。如图4所示，多个翼形构件56中的每一个是定子14的一体部件。在一个示例中，多个翼形构件56中的每一个可以被焊接到环形圈构件26。在另一个示例中，多个翼形构件56中的每一个可以通过紧固构件，例如螺栓被紧固到环形圈构件26。尽管图4示出了多个翼形构件56，但是可以理解的是，定子14设置有单个翼形构件。

第一端58和第二端60限定了相对于流体腔23的长度“L”，该流体腔限定在泵轮22和涡轮24之间。多个翼形构件56中的每一个还包括在第一端58和第二端60之间延伸的第一侧边缘62。多个翼形构件56中的每一个还包括远离第一侧边缘62的第二侧边缘64。第二侧边缘64在第一端58和第二端60之间延伸。第一侧边缘62和第二侧边缘64限定了相对于流体腔23的宽度。

多个翼形构件56中的每一个还包括限定在第一端58、第二端60、第一侧边缘62和第二侧边缘64之间的平面表面66。平面表面66相对于沿着环形圈构件26的外圆周27限定的切向表面68成角度“A”。多个翼形构件56中的每一个从沿着环形圈构件26的外圆周27限定的点向外延伸。多个翼形构件56中的每一个从该处延伸的点可以出于描述的目的被认为是“露出点”。穿过“露出点”的切线可以相对于环形圈构件26的外圆周27限定切向表面68。

在运行中，当定子14的旋转速度等于或大于定子14的阈值速度时，多个翼形构件56处于由变矩器10内的泵轮22和涡轮24之间的流体流动引起的反作用力中。因此，定子14由于各种尺寸规格而受到由流体流动引起的阻力，各种尺寸规格包括但不限于壳体20内的多个翼形构件56的长度“L”和宽度“W”。因此，在变矩器10的运行期间，速度控制系统54控制定子14的旋转速度在阈值速度内或者保持阈值速度。

工业实用性

本实用新型涉及用于变矩器10的定子14的速度控制系统12，用于控制定子14的旋转速度。由于多个翼形构件34控制定子14的旋转速度在阈值速度内，速度控制系统12防止单向离合器25的故障。速度控制系统12通过控制定子14的旋转速度来提高机器的变矩器10的性能。

图5示出了定子14的侧视图，示出了图2的多个翼形构件34的第一位置46。本文所提及的第一位置46是多个翼形构件34的位置，在该位置处，当定子14的旋转速度在阈值速度内时，翼形构件34的第二配合表面40抵接多个凹入部分30中的每一个的第一配合表面32。在多个翼形构件34的第一位置46处，每个弹性构件50处于扩展位置“S1”，因此通过其多个弹力将多个翼形构件34中的每一个定位在第一位置46。多个凹入部分30的第二配合表面40通过弹性构件50的弹力抵接多个凹入部分30的第一配合表面32。只要定子14的速度在阈值速度内，多个翼形构件34保持处于第一位置46。因此，由于壳体20内的多个翼形构件34，流体流经受最小阻力或零阻力。

图6示出了定子14的侧视图，其中示出了图2的多个翼形构件34的第二位置48。当定子14的旋转速度等于或大于定子14的阈值速度时，由于旋转速度产生的离心力，多个翼形构件34通过克服多个弹性构件50的弹力而从第一位置46移位到第二位置48。当位于多个翼形构件34下方的多个弹性构件50移动到压缩状态“S2”时，多个翼形构件34移动到第二位置48。

由于多个翼形构件34在第二位置48处相对于第一配合表面32设置在远侧，所以多个翼形构件34暴露于由变矩器10内的泵轮22和涡轮24之间的流体流动引起的反作用力。因此，由于多个翼形构件34移动到壳体20内部的第二位置48，定子14经受由流体流动产生的阻力。因此，在变矩器10的运行期间，速度控制系统12控制定子14的旋转速度在阈值速度内或者保持阈值速度。

突起45的半圆形横截面有助于多个翼形构件34绕枢转轴线“AA”的较平滑或自由的移动。参考可选的实施例，设置在定子14的环形圈构件26上的多个翼形构件可以抵抗在泵轮22和涡轮24之间产生的流体流动，从而防止定子14以等于或大于定子14的阈值速度的速度旋转。根据本实用新型的各种实施例的多个翼形构件34和56在变矩器10的运行期间控制定子14的旋转速度在阈值速度内。

虽然已经参考上述实施例具体示出和描述了本实用新型的各方面，但是本领域技术人员将理解，可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想各种附加实施例，而不脱离所公开的精神和范围。这样的实施例应当被理解为落入根据权利要求书及其任何等同物确定的本实用新型的范围内。