專利名稱：一種葉輪式液力變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于液力扭矩傳輸控制裝置，應(yīng)用于汽車傳動(dòng)系統(tǒng)。
眾所周知，利用液力液壓傳遞扭矩裝置控制汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，在國外汽車中是司空見慣的，液力液壓傳遞扭矩裝置也有各種形式，如液力偶合器、軸向柱塞聯(lián)軸節(jié)和粘性聯(lián)軸節(jié)等，這些裝置的共同特點(diǎn)是依靠汽車行駛時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速差使裝置動(dòng)作，利用流體工作介質(zhì)產(chǎn)生的粘性阻力傳遞扭矩。其中粘性聯(lián)軸節(jié)是一種結(jié)構(gòu)比較簡單、功能多的液力扭矩傳遞裝置。粘性聯(lián)軸節(jié)裝置的最外部分是殼體(如


圖1)，在殼體的內(nèi)壁上加工出花鍵，很多外板固定在殼體內(nèi)部的花鍵上，每兩個(gè)外板之間有一個(gè)隔環(huán)，使各外板之間保持相等的間隙；粘性聯(lián)軸節(jié)的中心是內(nèi)軸，在內(nèi)軸的外表面上加工出花鍵，很多內(nèi)板裝在內(nèi)軸上，并能沿花鍵做軸向滑動(dòng)；安裝時(shí)使內(nèi)外板間隔地排列在一起。在殼體里充滿高粘性液體，一般多為硅油，在裝置內(nèi)保留一部分空氣。當(dāng)粘性聯(lián)軸節(jié)的殼體和內(nèi)軸發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，外板和內(nèi)板也發(fā)生相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使高粘度的硅油內(nèi)部產(chǎn)生剪切力，該阻力將限制殼體和內(nèi)軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。粘性聯(lián)軸節(jié)用于汽車在結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程中存在如下缺陷1.粘性聯(lián)軸節(jié)的內(nèi)外板均為平面設(shè)計(jì)，在輸入輸出兩端出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差時(shí)，內(nèi)外板之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)平面結(jié)構(gòu)的內(nèi)外板，只對(duì)硅油產(chǎn)生線性剪切，傳遞扭矩的能力也相應(yīng)較小，平衡扭矩的能力不足，差動(dòng)限制作用不明顯或者動(dòng)作遲緩；2.實(shí)現(xiàn)差速閉鎖的動(dòng)作過程，粘性聯(lián)軸節(jié)要依靠長時(shí)間工作，使裝置內(nèi)部溫度升高，硅油膨脹，產(chǎn)生駝峰現(xiàn)象后才能完成，而當(dāng)汽車恢復(fù)正常行駛后，粘性聯(lián)軸節(jié)又要等到裝置內(nèi)部充分冷卻，駝峰現(xiàn)象消失后，才能恢復(fù)正常工作狀態(tài)，整個(gè)動(dòng)作過程和完成動(dòng)作的時(shí)間無法控制；3.由于粘性聯(lián)軸節(jié)的差速閉鎖動(dòng)作靠硅油膨脹，推動(dòng)內(nèi)板沿軸向滑動(dòng)貼向外板，因而無法控制內(nèi)板的滑動(dòng)方向，造成裝置內(nèi)動(dòng)作不一致。
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種傳遞扭矩大、差速閉鎖過程可控的葉輪式液力變矩器。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用如下技術(shù)方案，本使用新型的葉輪式液力變矩器，包括殼體1，交替排列的葉輪式外壓板2和內(nèi)壓板3、內(nèi)軸套4、隔環(huán)和工作介質(zhì)，所述的葉輪式外壓板的一表面均勻設(shè)置3～10個(gè)凸起的葉片5，且外壓板排列時(shí)葉片朝同一方向，在近圓心位置均勻設(shè)置若干節(jié)流孔6；所述的內(nèi)壓板的遠(yuǎn)離圓心處設(shè)置若干節(jié)流孔7，且節(jié)流孔6的總面積高于節(jié)流孔7的總面積。所述的葉片5以3～5片為好，最好是4片；所述的節(jié)流孔6、7是6～10個(gè)圓形、方形或條形狀孔；所述節(jié)流孔6是圓形，節(jié)流孔7是條形時(shí)較好；所述殼體1和內(nèi)軸套4分別是扭矩的輸入和輸出端，所述的工作介質(zhì)是硅油。
所述的內(nèi)外壓板的數(shù)量和規(guī)格按使用要求設(shè)定，硅油的加入量根據(jù)不同工作條件下的工作溫度和膨脹系數(shù)確定，一般殼體內(nèi)總體積的80～90％。
使用時(shí)，葉輪式液力變矩器的殼體通過減速齒輪圈與汽車傳動(dòng)軸連接，為扭矩的輸入端；內(nèi)軸套與汽車兩側(cè)半軸連接，內(nèi)軸套的外表面加工花鍵與內(nèi)壓板連接，為扭矩的輸出端，其結(jié)構(gòu)如
圖1.其工作過程是，當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，傳動(dòng)軸通過減速器帶動(dòng)變矩器殼體旋轉(zhuǎn)，殼體內(nèi)花鍵帶動(dòng)固定于其上的外壓板同步旋轉(zhuǎn)。在前輪的牽引下，后輪向前滾動(dòng)同時(shí)半軸帶動(dòng)內(nèi)軸套和套裝在其外花鍵上的內(nèi)壓板旋轉(zhuǎn)，此時(shí)內(nèi)外壓板的轉(zhuǎn)速大體相同，對(duì)硅油不產(chǎn)生剪切力，因而也沒有扭矩輸出。在汽車起步、加速和上坡時(shí)，傳動(dòng)軸傳遞給變矩器殼體的轉(zhuǎn)速呈加快趨勢(shì)，而后輪因載荷加大相應(yīng)路面阻力增大，車輪轉(zhuǎn)速相對(duì)滯后，內(nèi)外壓板間出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，外壓板攪動(dòng)硅油產(chǎn)生粘性阻力，開始輸出扭矩，使后輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)后輪加速，由此汽車由雙輪驅(qū)動(dòng)變?yōu)樗妮嗱?qū)動(dòng)。當(dāng)汽車行駛中，因兩側(cè)車輪與路面摩擦力不同引起單側(cè)車輪打滑時(shí)，打滑一側(cè)的車輪在半軸的驅(qū)動(dòng)下空轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，另一側(cè)車輪因差速器作用也沒有驅(qū)動(dòng)力，而處于減速狀態(tài)，產(chǎn)生左右車輪之間的轉(zhuǎn)速差，同樣內(nèi)外壓板之間產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)速差，外壓板攪動(dòng)硅油產(chǎn)生的粘性阻力一方面限制空轉(zhuǎn)一側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，同時(shí)加快另一側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，從而起到平衡扭矩輸出限制不正常差動(dòng)的作用，避免了這種行駛狀態(tài)時(shí)可能出現(xiàn)的車輛擺尾和車輛陷車。當(dāng)汽車因車輪打滑空轉(zhuǎn)不能行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力為零，此時(shí)受傳動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)，變矩器殼體帶動(dòng)外壓板高速旋轉(zhuǎn)，打滑車輪原地空轉(zhuǎn)沒有驅(qū)動(dòng)力，因差速作用，沒有打滑的車輪處于停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，同樣沒有驅(qū)動(dòng)力，內(nèi)外壓板之間出現(xiàn)很大的轉(zhuǎn)速差，差速閉鎖功能開始動(dòng)作，其動(dòng)作過程為變矩器外壓板表面的葉片狀凸起攪動(dòng)硅油，在與其前方處于停止旋轉(zhuǎn)的內(nèi)壓板之間形成渦流，渦流在離心力的作用下硅油被擠向外壓板的圓周，使圓周部位壓力提高而軸心部位形成相對(duì)的低壓區(qū)，此時(shí)位于外壓板后側(cè)的硅油通過外壓板的節(jié)流孔流向低壓區(qū)。外壓板繼續(xù)攪動(dòng)硅油，硅油向圓周部分進(jìn)一步擠壓，推動(dòng)其前方的內(nèi)壓板沿軸向緊緊地貼向其前方的外壓板背面，是變矩器由液力柔性連接切換為機(jī)械硬性連接，從而實(shí)現(xiàn)了差速閉鎖的動(dòng)作過程。在外壓板攪動(dòng)硅油使外壓板圓周部分的壓力提高，產(chǎn)生軸向推力的同時(shí)，一部分硅油通過內(nèi)壓板表面位于圓周部位的節(jié)流孔進(jìn)入內(nèi)壓板前方，由于內(nèi)壓板節(jié)流孔的流量小于外壓板節(jié)流孔的流量，所以保持壓力的同時(shí)，進(jìn)入內(nèi)壓板前方的少量硅油在表面形成緩沖油層，從而使內(nèi)壓板貼向其前方外壓板時(shí)降低了動(dòng)作沖擊，使液力變矩器由柔性連接向機(jī)械硬性連接的切換過程更加柔和。當(dāng)汽車恢復(fù)正常行駛后，差速閉鎖的條件消失，變矩器輸入輸出兩端的轉(zhuǎn)速恢復(fù)平衡。此時(shí)硅油通過外壓板的節(jié)流孔回流卸壓而內(nèi)壓板上的節(jié)流孔位于圓周部位，回流的硅油無法通過，從而產(chǎn)生逆向的軸向推力，推動(dòng)內(nèi)壓板脫離外壓板回到原來位置，變矩器內(nèi)部壓力恢復(fù)平衡，變矩器恢復(fù)正常狀態(tài)。
此技術(shù)用于汽車產(chǎn)生優(yōu)異的效果。在外壓板上設(shè)計(jì)了葉片，使外壓板在剪切硅油時(shí)產(chǎn)生的粘性阻力加大，提高了變矩器傳遞扭矩的能力，提高了變矩器限制不正常差動(dòng)時(shí)的作用能力和反映速度，增加了差動(dòng)限制的可靠性。在完成差動(dòng)閉鎖過程時(shí)，依靠的是外壓板本身的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和消失的，且工作時(shí)動(dòng)作時(shí)間和方向具有一致性，從而使差速閉鎖過程具有可控性。
為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，給出說明書附圖，也是本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖1是本實(shí)用新型葉輪式變矩器的剖視圖，圖2是本實(shí)用新型的內(nèi)壓板結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型的內(nèi)壓板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是A-A剖視圖。其中1--殼體，2--外壓板，3--內(nèi)壓板，4--內(nèi)軸套，5--葉片，6—外壓板節(jié)流孔，7—內(nèi)壓板節(jié)流孔。
權(quán)利要求1.一種葉輪式液力變矩器，包括殼體[1]，交替排列的葉輪式外壓板[2]和內(nèi)壓板[3]、內(nèi)軸套[4]、隔環(huán)和工作介質(zhì)，其特征是在所述的葉輪式外壓板的一表面均勻設(shè)置3～10個(gè)凸起的葉片[5]，且外壓板排列時(shí)其葉片朝同一方向，在近圓心位置均勻設(shè)置若干節(jié)流孔[6]；所述的內(nèi)壓板的遠(yuǎn)離圓心處設(shè)置若干節(jié)流孔[7]，且節(jié)流孔[6]的總面積高于節(jié)流孔[7]的總面積。
2.如權(quán)利要求1所述的葉輪式液力變矩器，其特征是所述的葉片[5]設(shè)置為3～5片。
3.如權(quán)利要求1所述的葉輪式液力變矩器，其特征是所述葉片[5]設(shè)置為4片。
4.如權(quán)利要求1所述的葉輪式液力變矩器，其特征是所述的節(jié)流孔[6]、[7]是6～10個(gè)圓形、方形或條形。
5.如權(quán)利要求1所述的葉輪式液力變矩器，其特征是所述節(jié)流孔[6]是圓形，節(jié)流孔[7]是條形。
6.如權(quán)利要求1所述的葉輪式液力變矩器，其特征是所述殼體[1]和內(nèi)軸套[4]分別是扭矩的輸入和輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車用液力變矩器,此變矩器包括殼體,交替排列的葉輪式外壓板和內(nèi)壓板、內(nèi)軸套、隔環(huán)和充入殼體內(nèi)的工作介質(zhì),所述的葉輪式外壓板的一表面均勻設(shè)置3～10個(gè)凸起的葉片6,且外壓板排列時(shí)凸起朝同一方向,在近圓心位置均勻設(shè)置若干節(jié)流孔7;所述的內(nèi)壓板的遠(yuǎn)離圓心處設(shè)置若干節(jié)流孔8,且節(jié)流孔7的總面積高于節(jié)流孔8的總面積。所述的殼體通過減速齒輪與汽車傳動(dòng)軸連接,內(nèi)軸套與汽車兩側(cè)的半軸連接,扭矩的輸入和輸出端。
文檔編號(hào)B60K17/10GK2363914SQ9921973
公開日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月26日
發(fā)明者馮魯閩 申請(qǐng)人:馮魯閩