本實(shí)用新型涉及一種變矩器，更具體地，涉及一種用于變矩器的定子的速度控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

具有自動(dòng)變速器的機(jī)器采用變矩器。變矩器是液力傳動(dòng)裝置，其通常經(jīng)由變速器將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞到驅(qū)動(dòng)負(fù)載。變矩器通常包括泵輪、渦輪和定子。泵輪連接到原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸，例如內(nèi)燃機(jī)的曲軸。渦輪連接到變速器的輸入軸。定子位于渦輪和泵輪之間，使得定子將朝向泵輪排出渦輪的流體重新定向，以進(jìn)一步增加泵輪的轉(zhuǎn)速。單向定子離合器用于使定子空轉(zhuǎn)，同時(shí)在泵輪和渦輪之間傳遞扭矩。此外，當(dāng)定子的速度超過期望速度，單向定子離合器可能發(fā)生故障，從而影響機(jī)器中的變矩器的性能。

美國專利公開第2009/253823號(hào)（'823申請）公開了一種渦輪組件，其布置成設(shè)置在變矩器內(nèi)。渦輪組件包括渦輪葉片、渦輪殼體和彈簧保持器。附接裝置用于將渦輪葉片固定到渦輪殼體和彈簧保持器，包括從渦輪葉片向外延伸的至少一個(gè)第一葉片翼片，布置成接合渦輪殼體內(nèi)的至少一個(gè)第一槽和在彈簧保持器內(nèi)的至少一個(gè)第二槽。至少一個(gè)第一葉片翼片布置成相對于彈簧保持器固定至少一個(gè)葉片。一般來說，保持器殼體包括內(nèi)表面和外表面，外表面布置成接觸渦輪殼體，并且在一些方面，至少一個(gè)第一葉片翼片設(shè)置成彎曲以接觸內(nèi)表面。然而，'823申請沒有公開導(dǎo)致定子的單向離合器故障的操作條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種用于變矩器的定子的速度控制系統(tǒng)。定子設(shè)置在變矩器的泵輪和渦輪之間。速度控制系統(tǒng)包括圍繞定子的外圓周設(shè)置的環(huán)形圈構(gòu)件。速度控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在環(huán)形圈構(gòu)件的外圓周上的多個(gè)翼形構(gòu)件。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)具有第一端和遠(yuǎn)離第一端的第二端。第二端適于通過樞轉(zhuǎn)構(gòu)件聯(lián)接到環(huán)形圈構(gòu)件。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)可圍繞由樞轉(zhuǎn)構(gòu)件限定的樞轉(zhuǎn)軸線在第一位置和第二位置之間移動(dòng)。速度控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)的第二端處的彈性構(gòu)件。當(dāng)多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)處于第一位置時(shí)，多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)的第一端接近環(huán)形圈構(gòu)件的外圓周。彈性構(gòu)件適于通過其彈力將多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)定位在第一位置。當(dāng)定子的旋轉(zhuǎn)速度等于或大于定子的閾值速度時(shí)，多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)克服彈性構(gòu)件的彈力從第一位置移位到第二位置，以控制定子的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種用于變矩器的定子的速度控制系統(tǒng)。定子設(shè)置在變矩器的泵輪和渦輪之間。速度控制系統(tǒng)包括設(shè)置在定子的外圓周的環(huán)形圈構(gòu)件。速度控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在環(huán)形圈構(gòu)件的外圓周上的多個(gè)翼形構(gòu)件。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)的第一端聯(lián)接到環(huán)形圈構(gòu)件的外圓周。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)還包括遠(yuǎn)離第一端的第二端，并且設(shè)置為遠(yuǎn)離環(huán)形圈構(gòu)件的外圓周。第一端和第二端限定了相對于流體腔的長度，該流體腔限定在泵輪和渦輪之間。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)還包括在第一端和第二端之間延伸的第一側(cè)邊緣。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)還包括遠(yuǎn)離第一側(cè)邊緣的第二側(cè)邊緣，并且在第一端和第二端之間延伸。第一側(cè)邊緣和第二側(cè)邊緣限定了相對于流體腔的寬度。多個(gè)翼形構(gòu)件中的每一個(gè)還包括限定在第一端、第二端、第一側(cè)邊緣和第二側(cè)邊緣之間的平面表面。平面表面相對于沿著環(huán)形圈構(gòu)件的外圓周限定的切向表面成角度。多個(gè)翼形構(gòu)件將定子的旋轉(zhuǎn)速度控制在閾值速度內(nèi)。

本實(shí)用新型的多個(gè)翼形構(gòu)件在變矩器的運(yùn)行期間控制定子的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)，以防止單向離合器發(fā)生故障，且可以提高變矩器的性能。

通過以下描述和附圖，本實(shí)用新型的其他特征和方面將變得清楚和易于理解。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的具有設(shè)置在定子上的速度控制系統(tǒng)的變矩器的局部側(cè)剖視圖；

圖2是具有圖1的速度控制系統(tǒng)的定子的透視圖；

圖3是圖2的速度控制系統(tǒng)的一部分的分解圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的具有速度控制系統(tǒng)的定子的側(cè)視圖；

圖5是定子的側(cè)視圖，示出了圖2的速度控制系統(tǒng)的多個(gè)翼形構(gòu)件的第一位置；以及

圖6是定子的側(cè)視圖，示出了圖2的速度控制系統(tǒng)的多個(gè)翼形構(gòu)件的第二位置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考具體實(shí)施例或特征，其示例在附圖中示出。在可能的情況下，在整個(gè)附圖中將使用對應(yīng)或相似的附圖標(biāo)記來指代相同或相應(yīng)的部分。此外，當(dāng)可能存在多于一個(gè)相同類型的元件時(shí)，集體地或單獨(dú)地做出對本文描述的各種元件的引用。然而，這樣的引用本質(zhì)上僅僅是示例性的?？梢宰⒁獾?，除非在所附權(quán)利要求中明確闡述，否則對單數(shù)元素的任何引用也可以被解釋為涉及復(fù)數(shù)，反之亦然，而不將本實(shí)用新型的范圍限制為這些元件的確切數(shù)目或類型。

圖1示出了變矩器10的局部側(cè)視剖視圖，該變矩器具有設(shè)置在定子14上的速度控制系統(tǒng)12。變矩器10是液力傳動(dòng)裝置，其經(jīng)由變速器（未示出）將來自發(fā)動(dòng)機(jī)（未示出）的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞到負(fù)載，例如機(jī)器的地面接合元件（未示出）。在示例中，驅(qū)動(dòng)軸16用于將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞到變矩器10。變矩器10還通過輸出軸18可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到變速器。輸出軸18用于將動(dòng)力從變矩器10傳遞到負(fù)載。

變矩器10包括填充有流體的殼體20。殼體20聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)軸16，使得殼體20適于通過驅(qū)動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)。在示例中，變矩器10的殼體20可以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪（未示出）上。驅(qū)動(dòng)軸16可以聯(lián)接到飛輪。變矩器10還包括泵輪22和渦輪24。

泵輪22包括附接到變矩器10的殼體20的內(nèi)表面的葉片陣列。在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間，泵輪22的葉片的陣列通過驅(qū)動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)，并且泵輪22將流體引向渦輪24。渦輪24也包括附接到變矩器10的輸出軸18的葉片的陣列。在運(yùn)行期間，由泵輪22泵送的流體使渦輪24旋轉(zhuǎn)，并且因此將來自發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞到變速器。泵輪22和渦輪24在其間限定流體腔23。流體腔23被限定為允許流體在泵輪22和渦輪24之間流動(dòng)，以便將來自泵輪22的機(jī)械功率傳遞到渦輪24。從殼體20進(jìn)入泵輪22的流體朝向渦輪24通過流體腔23。

定子14設(shè)置在泵輪22和渦輪24之間，使得定子14將從渦輪24排出的流體朝向泵輪22重新定向，以調(diào)節(jié)泵輪22的旋轉(zhuǎn)速度。定子14也包括葉片的陣列，該葉片的陣列適于控制從渦輪24離開的流體流的方向以與相對于葉片22的流體流動(dòng)的方向?qū)?zhǔn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速狀態(tài)期間，即，從渦輪24排出的流體沖擊到定子14的葉片的陣列上，從而使得定子14可以趨向于相對于流體流在相反的方向旋轉(zhuǎn)。

然而，由于存在單向離合器25，防止定子14相對于流體流在相反的方向旋轉(zhuǎn)。單向離合器25設(shè)置在定子14和輸出軸18之間，并且適于防止定子14沿相反方向旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，渦輪24旋轉(zhuǎn)的速度等于泵輪22旋轉(zhuǎn)的速度。在這種運(yùn)行條件期間，定子14開始旋轉(zhuǎn)，并且一旦定子14開始旋轉(zhuǎn)，定子14以與渦輪24和泵輪22相同的速度空轉(zhuǎn)。

圖2示出了具有圖1的速度控制系統(tǒng)12的定子14的透視圖。速度控制系統(tǒng)12包括圍繞定子14的外圓周28設(shè)置的環(huán)形圈構(gòu)件26。環(huán)形圈構(gòu)件26包括多個(gè)凹入部分30。多個(gè)凹入部分30中的每一個(gè)包括第一配合表面32（如圖3所示）。第一配合表面32相對于定子14的外圓周28成一定角度。雖然參照圖2示出并描述了多個(gè)凹入部分30，可以設(shè)想定子14可以設(shè)置有單個(gè)凹入部分。

速度控制系統(tǒng)12還包括設(shè)置在環(huán)形圈構(gòu)件26的多個(gè)凹入部分30上的多個(gè)翼形構(gòu)件34。在一個(gè)示例中，多個(gè)翼形構(gòu)件34可以沿著定子14的外圓周28安裝，以控制定子14的速度。多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)包括具有第二配合表面40的第一端38（如圖3所示）。多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)的第二配合表面40適于與多個(gè)凹入部分30中的每一個(gè)的第一配合表面32相匹配。在一個(gè)示例中，多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)的外表面的輪廓可以以這樣的方式限定，即具有沿著環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27的連續(xù)的表面。因此，環(huán)形圈構(gòu)件26和多個(gè)翼形構(gòu)件34在定子14上的組裝形成圓形輪廓。

多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)還包括遠(yuǎn)離第一端38的第二端42。第二端42通過樞轉(zhuǎn)構(gòu)件44聯(lián)接到環(huán)形圈構(gòu)件26。此外，多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)的第二端42接近環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27。雖然，參考圖2示出和描述了多個(gè)翼形構(gòu)件34，可以理解，定子14可以設(shè)置有單個(gè)翼形構(gòu)件。由于樞轉(zhuǎn)構(gòu)件44的存在，多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)可在第一位置46（如圖5所示）和第二位置48（如圖6所示）之間圍繞由樞轉(zhuǎn)構(gòu)件44限定的樞轉(zhuǎn)軸線AA運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)示例中，樞轉(zhuǎn)構(gòu)件44可以是銷。

圖3示出了具有速度控制系統(tǒng)12的定子14的部分的分解視圖。圖3中示出了一個(gè)翼形構(gòu)件34，用于說明本實(shí)用新型的目的。速度控制系統(tǒng)12還包括從第一配合表面32延伸的突起45。如圖3所示，突起45以半圓形截面設(shè)置，并且包括通孔47，以在其中容納樞轉(zhuǎn)構(gòu)件44，用于保持翼形部件34。

速度控制系統(tǒng)12還包括設(shè)置在多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)的第二端42處的彈性構(gòu)件50。在一個(gè)示例中，彈性構(gòu)件50可以是但不限于是彈簧，其設(shè)置在多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)的第二端42處。彈性構(gòu)件50適于通過其彈力將多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)定位在第一位置46。

當(dāng)多個(gè)翼形構(gòu)件34處于第一位置46時(shí)，彈性構(gòu)件50處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)“S1”（圖5所示），并且當(dāng)多個(gè)翼形構(gòu)件34位于第二位置48時(shí)，彈性構(gòu)件50處于壓縮狀態(tài)“S2”（圖6所示）。定子14的多個(gè)翼形構(gòu)件34從第一位置46移動(dòng)到第二位置48，以抵抗在泵輪22和渦輪24之間產(chǎn)生的流體流，從而防止定子14以等于或大于定子14的閾值速度的速度旋轉(zhuǎn)。多個(gè)翼形構(gòu)件34到第二位置48的致動(dòng)將參考圖6進(jìn)行詳細(xì)描述。閾值速度可以被定義為單向離合器25的最大速度容量，超過該最大速度容量，變矩器10的性能可能會(huì)降低。閾值速度可基于各種運(yùn)行參數(shù)來定義，包括但不限于變矩器10的殼體20內(nèi)的流體流量、扭矩需求和單向離合器25的各種其他參數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，彈性構(gòu)件50和多個(gè)翼形構(gòu)件34基于在變矩器10的運(yùn)行期間需保持在變矩器10內(nèi)的閾值速度設(shè)計(jì)。此外，彈性構(gòu)件50的彈性和各種其他尺寸特性可以基于各種運(yùn)行參數(shù)，例如如流體流量、驅(qū)動(dòng)軸16的速度和流體特性，例如粘度來確定。

在所示的實(shí)施例中，彈性構(gòu)件50被容納在孔52內(nèi)，該孔設(shè)置在定子14的環(huán)形圈構(gòu)件26中。在彈簧的情況下，可以基于彈簧的自由長度、剛度、擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)'S1'和壓縮狀態(tài)'S2'來限定孔52的深度?？?2可以是在多個(gè)凹入部分30中的凹口，以容納彈性構(gòu)件50。

在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，彈性構(gòu)件50可以被扭轉(zhuǎn)彈簧替代，該扭轉(zhuǎn)彈簧設(shè)置在多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)的第二端42處。扭轉(zhuǎn)彈簧可圍繞樞轉(zhuǎn)構(gòu)件44設(shè)置，從而基于定子14的旋轉(zhuǎn)速度，引起多個(gè)翼形構(gòu)件34在第一位置46和第二位置48之間的移動(dòng)。扭轉(zhuǎn)彈簧可以基于在變矩器10內(nèi)要保持的定子14的閾值速度來設(shè)計(jì)。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的具有速度控制系統(tǒng)54的定子14的側(cè)視圖。速度控制系統(tǒng)54包括圍繞定子14的外圓周28設(shè)置的環(huán)形圈構(gòu)件26。速度控制系統(tǒng)54還包括設(shè)置在環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27上的多個(gè)翼形構(gòu)件56。多個(gè)翼形構(gòu)件56沿著定子14的外圓周28設(shè)置，以控制定子14的速度。

多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)包括聯(lián)接到環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27的第一端58。多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)還包括遠(yuǎn)離第一端58的第二端60。第二端60設(shè)置為遠(yuǎn)離環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27。如圖4所示，多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)是定子14的一體部件。在一個(gè)示例中，多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)可以被焊接到環(huán)形圈構(gòu)件26。在另一個(gè)示例中，多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)可以通過緊固構(gòu)件，例如螺栓被緊固到環(huán)形圈構(gòu)件26。盡管圖4示出了多個(gè)翼形構(gòu)件56，但是可以理解的是，定子14設(shè)置有單個(gè)翼形構(gòu)件。

第一端58和第二端60限定了相對于流體腔23的長度“L”，該流體腔限定在泵輪22和渦輪24之間。多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)還包括在第一端58和第二端60之間延伸的第一側(cè)邊緣62。多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)還包括遠(yuǎn)離第一側(cè)邊緣62的第二側(cè)邊緣64。第二側(cè)邊緣64在第一端58和第二端60之間延伸。第一側(cè)邊緣62和第二側(cè)邊緣64限定了相對于流體腔23的寬度。

多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)還包括限定在第一端58、第二端60、第一側(cè)邊緣62和第二側(cè)邊緣64之間的平面表面66。平面表面66相對于沿著環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27限定的切向表面68成角度“A”。多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)從沿著環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27限定的點(diǎn)向外延伸。多個(gè)翼形構(gòu)件56中的每一個(gè)從該處延伸的點(diǎn)可以出于描述的目的被認(rèn)為是“露出點(diǎn)”。穿過“露出點(diǎn)”的切線可以相對于環(huán)形圈構(gòu)件26的外圓周27限定切向表面68。

在運(yùn)行中，當(dāng)定子14的旋轉(zhuǎn)速度等于或大于定子14的閾值速度時(shí)，多個(gè)翼形構(gòu)件56處于由變矩器10內(nèi)的泵輪22和渦輪24之間的流體流動(dòng)引起的反作用力中。因此，定子14由于各種尺寸規(guī)格而受到由流體流動(dòng)引起的阻力，各種尺寸規(guī)格包括但不限于殼體20內(nèi)的多個(gè)翼形構(gòu)件56的長度“L”和寬度“W”。因此，在變矩器10的運(yùn)行期間，速度控制系統(tǒng)54控制定子14的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)或者保持閾值速度。

工業(yè)實(shí)用性

本實(shí)用新型涉及用于變矩器10的定子14的速度控制系統(tǒng)12，用于控制定子14的旋轉(zhuǎn)速度。由于多個(gè)翼形構(gòu)件34控制定子14的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)，速度控制系統(tǒng)12防止單向離合器25的故障。速度控制系統(tǒng)12通過控制定子14的旋轉(zhuǎn)速度來提高機(jī)器的變矩器10的性能。

圖5示出了定子14的側(cè)視圖，示出了圖2的多個(gè)翼形構(gòu)件34的第一位置46。本文所提及的第一位置46是多個(gè)翼形構(gòu)件34的位置，在該位置處，當(dāng)定子14的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)時(shí)，翼形構(gòu)件34的第二配合表面40抵接多個(gè)凹入部分30中的每一個(gè)的第一配合表面32。在多個(gè)翼形構(gòu)件34的第一位置46處，每個(gè)彈性構(gòu)件50處于擴(kuò)展位置“S1”，因此通過其多個(gè)彈力將多個(gè)翼形構(gòu)件34中的每一個(gè)定位在第一位置46。多個(gè)凹入部分30的第二配合表面40通過彈性構(gòu)件50的彈力抵接多個(gè)凹入部分30的第一配合表面32。只要定子14的速度在閾值速度內(nèi)，多個(gè)翼形構(gòu)件34保持處于第一位置46。因此，由于殼體20內(nèi)的多個(gè)翼形構(gòu)件34，流體流經(jīng)受最小阻力或零阻力。

圖6示出了定子14的側(cè)視圖，其中示出了圖2的多個(gè)翼形構(gòu)件34的第二位置48。當(dāng)定子14的旋轉(zhuǎn)速度等于或大于定子14的閾值速度時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生的離心力，多個(gè)翼形構(gòu)件34通過克服多個(gè)彈性構(gòu)件50的彈力而從第一位置46移位到第二位置48。當(dāng)位于多個(gè)翼形構(gòu)件34下方的多個(gè)彈性構(gòu)件50移動(dòng)到壓縮狀態(tài)“S2”時(shí)，多個(gè)翼形構(gòu)件34移動(dòng)到第二位置48。

由于多個(gè)翼形構(gòu)件34在第二位置48處相對于第一配合表面32設(shè)置在遠(yuǎn)側(cè)，所以多個(gè)翼形構(gòu)件34暴露于由變矩器10內(nèi)的泵輪22和渦輪24之間的流體流動(dòng)引起的反作用力。因此，由于多個(gè)翼形構(gòu)件34移動(dòng)到殼體20內(nèi)部的第二位置48，定子14經(jīng)受由流體流動(dòng)產(chǎn)生的阻力。因此，在變矩器10的運(yùn)行期間，速度控制系統(tǒng)12控制定子14的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)或者保持閾值速度。

突起45的半圓形橫截面有助于多個(gè)翼形構(gòu)件34繞樞轉(zhuǎn)軸線“AA”的較平滑或自由的移動(dòng)。參考可選的實(shí)施例，設(shè)置在定子14的環(huán)形圈構(gòu)件26上的多個(gè)翼形構(gòu)件可以抵抗在泵輪22和渦輪24之間產(chǎn)生的流體流動(dòng)，從而防止定子14以等于或大于定子14的閾值速度的速度旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本實(shí)用新型的各種實(shí)施例的多個(gè)翼形構(gòu)件34和56在變矩器10的運(yùn)行期間控制定子14的旋轉(zhuǎn)速度在閾值速度內(nèi)。

雖然已經(jīng)參考上述實(shí)施例具體示出和描述了本實(shí)用新型的各方面，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以通過修改所公開的機(jī)器、系統(tǒng)和方法來設(shè)想各種附加實(shí)施例，而不脫離所公開的精神和范圍。這樣的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被理解為落入根據(jù)權(quán)利要求書及其任何等同物確定的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。