一種四渦輪液力變矩器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種裝有四渦輪的液力變矩器，其主要特征在于：該液力變矩器安裝有四個渦輪，第一渦輪通過第一減速齒輪、第一單向離合器與液力變矩器輸出軸連接，在較低轉速比時傳遞轉矩；第二渦輪通過第二減速齒輪、第二單向離合器與液力變矩器輸出軸連接，在較高轉速比時傳遞轉矩；第三渦輪通過第三加速齒輪、第三單向離合器與液力變矩器輸出軸連接，在較高轉速比時傳遞轉矩；第四渦輪通過第四加速齒輪、花鍵與液力變矩器輸出軸連接，在高轉速比時傳遞轉矩。本實用新型專利能提供大的變矩范圍和更寬的高效范圍，使液力變矩器在負載變化大，而且變化頻繁的工況下，可以不換擋或少換擋，可用于汽車制造及科研等領域。
【專利說明】一種四渦輪液力變矩器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種裝有四個渦輪的液力變矩器，適用于負載變化大而且負載變化頻繁的機械，屬于機械傳動領域。
【背景技術】
[0002]液力變矩器是自動擋汽車發動機和自動變速箱的連接部件，它主要的作用是傳遞轉速和扭矩，還使發動機和自動變速箱之間的連接成為非剛性的，以方便自動變速箱自動換擋。但現有雙渦輪液力變矩器只在中等和較高轉速比范圍內具有較高效率，有些機械負載變化大，而且變化頻繁，當負載變小時，液力變矩器有很高的轉速比，但此時獲得的效率較低，換擋頻繁。綜上所述，雙渦輪液力變矩器在機械負載變化大而且頻繁的工況下，實現高效率的轉速范圍還不夠，這個問題有待于進一步改進。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種具有較大的變矩范圍和更寬的高效率范圍的液力變矩器。是通過以下技術方案實現的:
[0004]本實用新型所述四渦輪液力變矩器，是由液力變矩器輸入軸、液力變矩器輸出軸、泵輪、第一渦輪、第二渦輪、第三渦輪、第四渦輪、導輪、第一渦輪軸、第二渦輪軸、第三渦輪軸、第四渦輪軸、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪、第六齒輪、第七齒輪、第八齒輪、第一單向離合器、第二單向離合器、第三單向離合器、第四單向離合器、花鍵組成的。第一渦輪、第二渦輪、第三渦輪、第四渦輪從靠近泵輪到遠離泵輪依次排列，渦輪葉片的大小依次增大，渦輪葉片角度依次增大，由于泵輪旋轉速度改變，泵輪流來的工作液的流速和偏轉方向不同，沖擊到不同的渦輪葉片上，由于渦輪葉片的大小依次增大，渦輪傳遞的轉矩相應增大。第一渦輪安裝在第一渦輪軸上，在第一渦輪軸上安裝有第一齒輪，第一齒輪與第五齒輪嗤合構成第一減速齒輪，第五齒輪通過第一單向離合器與液力變矩器輸出軸連接。第二渦輪安裝在第二渦輪軸上，第二渦輪軸套在第一渦輪軸外側，在第二渦輪軸上安裝有第二齒輪，第二齒輪與第六齒輪嚙合構成第二減速齒輪，第六齒輪通過第二單向離合器與液力變矩器輸出軸連接。第三渦輪安裝在第三渦輪軸上，第三渦輪軸套在第一渦輪軸、第二渦輪軸外側，在第三渦輪軸上安裝有第三齒輪，第三齒輪與第七齒輪嚙合構成第三加速齒輪，第七齒輪通過第三單向離合器與液力變矩器輸出軸連接。第四渦輪安裝在第四渦輪軸上，第四渦輪軸套在第一渦輪軸、第二渦輪軸、第三渦輪軸外側，在第四渦輪軸上安裝有第四齒輪，第四齒輪與第八齒輪嚙合構成第四加速齒輪，第八齒輪通過花鍵與液力變矩器輸出軸連接。導輪通過第四單向離合器安裝在導輪固定套管上。
[0005]本實用新型比較現有技術的優點:
[0006]1、第三渦輪、第四渦輪與液力變矩器輸出軸之間采用加速齒輪連接，使液力變矩器在低工況下，獲得高的轉速比，擴大了液力變矩器的轉矩范圍，同時減少了換擋次數。
[0007]2、第一渦輪、第二渦輪、第三渦輪與液力變矩器輸出軸之間用單向離合器相連。隨著轉速比的不斷增大，當第一渦輪傳遞的力矩逐漸變為零然后改變方向時，第一單向離合器松開，第一渦輪不再向液力變矩器輸出軸輸出轉矩。轉速比增大到一定值時，第二渦輪傳遞的力矩逐漸變為零然后改變方向，第二單向離合器松開，第二渦輪不再向液力變矩器輸出軸輸出轉矩。當轉速比繼續增大時，第三單向離合器松開，第三渦輪不再向液力變矩器輸出軸輸出轉矩，只剩下第四渦輪向液力變矩器輸出軸輸出轉矩。有效地擴大了液力變矩器的轉矩范圍，提高了液力變矩器在高轉速比下的效率。
[0008]3、導輪通過第四單向離合器安裝在導輪固定套管上，當渦輪轉速較低時，渦輪出口處液流沖擊在導輪葉片的凹面上，第四單向離合器鎖止，液力變矩器起增大扭矩作用，當渦輪轉速升高到一定程度，液力變矩器對導輪的沖擊力反向，第四單向離合器松開，液力變矩器轉入耦合器的工作狀況，提高了液力變矩器的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型所述四渦輪液力變矩器的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0011]1 一液力變矩器輸入軸；2—液力變矩器輸出軸；3—泵輪；4一第一渦輪；5—第二渦輪；6—第三渦輪；7—第四渦輪；8—導輪；9一第四單向離合器；10—導輪固定套管；
11—第四齒輪；12—第二齒輪；13—第二齒輪；14—第一齒輪；15—第一禍輪軸；16—第二渦輪軸；17—第三渦輪軸；18—第四渦輪軸；19一花鍵；20—第三單向離合器；21—第二單向離合器；22—第一單向離合器；23—第八齒輪；24—第七齒輪；25—第六齒輪；26—第五齒輪。
[0012]下面結合實例附圖做進一步說明。
[0013]如圖1所示，本實用新型所述四渦輪液力變矩器，包括液力變矩器輸入軸1、液力變矩器輸出軸2、泵輪3、第一渦輪4、第二渦輪5、第三渦輪6、第四渦輪7、導輪8、導輪固定套管10、第一渦輪軸15、第二渦輪軸16、第三渦輪軸17、第四渦輪軸18、第一齒輪14、第二齒輪13、第三齒輪12、第四齒輪11、第五齒輪26、第六齒輪25、第七齒輪24、第八齒輪23、第一單向離合器22、第二單向離合器21、第三單向離合器20、第四單向離合器9、花鍵19。液力變矩器輸入軸1的旋轉帶動泵輪3葉片的旋轉，工作液在泵輪3葉片的帶動下，以一定的速度和液流方向沖向渦輪葉片，液流在沖擊渦輪后，由于作用力反作用力關系，液流流出渦輪并沖向導輪8，然后再沿一定的方向流入泵輪3，完成一個循環。當渦輪轉速升高到一定程度，液流對導輪8的沖擊力反向，導輪8自由地與渦輪同向轉動，變矩器進入耦合器的工作狀況。
[0014]在負載很大時，液力變矩器輸入軸1的旋轉帶動泵輪3葉片的旋轉，工作液在泵輪3葉片的帶動下，以一定的速度沖向第一渦輪4的葉片凹面，帶動第一渦輪4旋轉，第一渦輪4安裝在第一渦輪軸15上，動力通過第一渦輪軸15傳到第一齒輪14上，由于第一齒輪14和第五齒輪26的嚙合，動力從第一齒輪14傳遞到第五齒輪26上，第五齒輪26通過第一單向離合器22連接在液力變矩器輸出軸2上，動力通過第五齒輪26和第一單向離合器22傳遞到液力變矩器輸出軸2上。從泵輪3傳至液力變矩器輸出軸2的力矩M1，通過第一齒輪14和第五齒輪26嚙合構成的第一減速齒輪而增大，因而輸出力矩M2很大，變矩比M2/M1很大，此時，第二渦輪5、第三渦輪6、第四渦輪7傳遞的力矩很小，轉速比i很低，獲得較高的變矩比和高的效率。隨著負載減小，工作液在泵輪3葉片的帶動下，流速加快且方向逐漸發生偏折，第一渦輪4傳遞的力矩迅速減小，第二渦輪5傳遞的力矩逐漸增大，第三渦輪6、第四渦輪7傳遞的力矩保持不變，總的輸出力矩逐漸減小，轉速比i逐漸增大。至某一轉速比?41時，第一渦輪4傳遞力矩將至零。轉速比i再增大，工作液沖擊到第一渦輪4葉片的背面，使得第一渦輪4的旋轉方向反向，第一渦輪4傳遞扭矩改變方向，而使第一單向離合器22松開，第一渦輪4與液力變矩器輸出軸2脫開而空轉，此時是第二渦輪5、第三渦輪6、第四渦輪7的力矩傳至液力變矩器輸出軸2，成為三渦輪的液力變矩器的工作狀態。
[0015]此時，液力變矩器輸入軸1的旋轉帶動泵輪3葉片的旋轉，工作液在泵輪3葉片的帶動下，以一定的速度沖向第二渦輪5葉片的凹面，帶動第二渦輪5旋轉，第二渦輪5安裝在第二渦輪軸16上，動力通過第二渦輪軸16傳到第二齒輪13上，由于第二齒輪13和第六齒輪25的嚙合，動力從第二齒輪13傳遞到第六齒輪25上，第六齒輪25通過第二單向離合器21連接在液力變矩器輸出軸2上，動力通過第六齒輪25和第二單向離合器21傳遞到液力變矩器輸出軸2上。從泵輪3傳至液力變矩器輸出軸2的力矩M1，通過第二齒輪13和第六齒輪25嚙合構成的減速齒輪而增大，因而輸出力矩M2較大，變矩比M2/M1較大，此時，第三渦輪6、第四渦輪7傳遞的力矩很小，轉速比i較低，獲得較高的變矩比和較高的效率。隨著負載繼續減小，工作液在泵輪3葉片的帶動下，流速加快且方向逐漸發生偏折，第二渦輪5傳遞的力矩迅速減小，第三渦輪6傳遞的力矩逐漸增大，第四渦輪7傳遞的力矩保持不變，總的輸出力矩逐漸減小，轉速比逐漸增大。至某一轉速比i42時，第二渦輪5傳遞力矩將至零。轉速比i再增大，工作液沖擊到第二渦輪5葉片的背面，使得第二渦輪5的旋轉方向反向，第二渦輪5傳遞扭矩改變方向，而使第二單向離合器21松開，第二渦輪5與液力變矩器輸出軸2脫開而空轉，此時是第三渦輪6、第四渦輪7的力矩傳至液力變矩器輸出軸2，成為二渦輪的液力變矩器的工作狀態。
[0016]此時，液力變矩器輸入軸1的旋轉帶動泵輪3葉片的旋轉，工作液在泵輪3葉片的帶動下，以一定的速度沖向第三渦輪6的葉片凹面，帶動第三渦輪6旋轉，第三渦輪6安裝在第三渦輪軸17上，動力通過第三渦輪軸17傳到第三齒輪12上，由于第三齒輪12和第七齒輪24的嚙合，動力從第三齒輪12傳遞到第七齒輪24上，第七齒輪24通過第三單向離合器20連接在液力變矩器輸出軸2上，動力通過第七齒輪24和第三單向離合器20傳遞到液力變矩器輸出軸2上。從泵輪3傳至液力變矩器輸出軸2的力矩M1，通過第三齒輪12和第七齒輪24嚙合構成的加速齒輪而減小，因而輸出力矩M2較小，變矩比M2/M1較小，此時，第四渦輪7傳遞的力矩很小，轉速比較高，獲得比三渦輪液力變矩器低的變矩比和高的效率。隨著負載減小，工作液在泵輪3葉片的帶動下，流速加快且方向逐漸發生偏折，第三渦輪6傳遞的力矩迅速減小，第三渦輪6傳遞的力矩逐漸增大，第四渦輪7傳遞的力矩保持不變，總的輸出力矩繼續減小，轉速比繼續增大。至某一轉速比i43時，第三渦輪6傳遞力矩將至零。轉速比i再增大，工作液沖擊到第三渦輪6葉片的背面，使得第三渦輪6的旋轉方向反向，第三渦輪6傳遞扭矩改變方向，而使第三單向離合器20松開，第三渦輪6與液力變矩器輸出軸2脫開而空轉，此時是第四渦輪7的力矩傳至液力變矩器輸出軸2，成為單渦輪的液力變矩器的工作狀態。
[0017]此時，液力變矩器輸入軸1的旋轉帶動泵輪3葉片的旋轉，工作液在泵輪3葉片的帶動下，以一定的速度沖向第四渦輪7葉片的凹面，帶動第四渦輪7旋轉，第四渦輪7安裝在第四渦輪軸18上，動力通過第四渦輪軸18傳到第四齒輪11上，由于第四齒輪11和第八齒輪23的嚙合，動力從第四齒輪11傳遞到第八齒輪23上，第八齒輪23通過花鍵19連接在液力變矩器輸出軸2上，動力通過第八齒輪23和花鍵19傳遞到液力變矩器輸出軸2上。從泵輪3傳至液力變矩器輸出軸2的力矩M1，通過第四齒輪11和第八齒輪23嚙合構成的加速齒輪而減小，因而輸出力矩M2很小，變矩比M2/M1很小，轉速比很高。當第四渦輪7轉速升高到一定程度，液流對導輪8沖擊力反向，第四單向離合器9松開，導輪8空轉，變矩器轉入耦合器工作狀況，獲得比二渦輪液力變矩器低的變矩比和較高的效率。
[0018]本實用新型主要是提供裝有四個渦輪的液力變矩器，在負載變化大且頻繁的工況下提高液力變矩器的變矩范圍和提供更寬的高效范圍，減少換擋次數，在不背離本實用新型本質的情況下，可將四渦輪液力變矩器的結構布置做相應改動，但這些相應的改動都應屬于本實用新型所屬的權利要求保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種四渦輪液力變矩器，包括泵輪、第一渦輪、第二渦輪、第三渦輪、第四渦輪、導輪、第一渦輪軸、第二渦輪軸、第三渦輪軸、第四渦輪軸、第一減速齒輪、第二減速齒輪、第三加速齒輪、第四加速齒輪、第一單向離合器、第二單向離合器、第三單向離合器、第四單向離合器、花鍵、導輪固定套管、液力變矩器輸入軸、液力變矩器輸出軸，其特征在于:所述液力變矩器中采用四個渦輪，第一渦輪、第二渦輪、第三渦輪、第四渦輪從靠近泵輪到遠離泵輪依次排列，渦輪葉片的大小依次增大，渦輪葉片角度依次增大，由于泵輪旋轉速度改變，泵輪流來的工作液的流速和偏轉方向不同，沖擊到不同的渦輪葉片上，由于渦輪葉片的大小依次增大，渦輪傳遞的轉矩相應增大。
2.根據權利要求1所述一種四渦輪液力變矩器，其特征在于:所述第二渦輪軸套在第一渦輪軸外側，所述第三渦輪軸套在第一渦輪軸、第二渦輪軸外側，所述第四渦輪軸套在第一渦輪軸、第二渦輪軸、第三渦輪軸外側。
3.根據權利要求1所述一種四渦輪液力變矩器，其特征在于:所述第一渦輪與液力變矩器輸出軸之間以第一減速齒輪連接，所述第二渦輪與液力變矩器輸出軸之間以第二減速齒輪連接，所述第三渦輪與液力變矩器輸出軸之間以第三加速齒輪連接，所述第四渦輪與液力變矩器輸出軸之間以第四加速齒輪連接。
4.根據權利要求1所述一種四渦輪液力變矩器，其特征在于:所述第一減速齒輪與液力變矩器輸出軸用第一單向離合器連接，所述第二減速齒輪與液力變矩器輸出軸用第二單向離合器連接，所述第三加速齒輪與液力變矩器輸出軸用第三單向離合器連接，所述第四渦輪與液力變矩器輸出軸2之間用花鍵連接。
5.根據權利要求1所述一種四渦輪液力變矩器，其特征在于:所述導輪以第四單向離合器安裝在導輪固定套管上。
【文檔編號】F16H41/24GK204164297SQ201420615470
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】楊立霞 申請人:山東理工大學