具有渦輪?活塞鎖定離合器的流體動力學扭矩聯接裝置及相關方法與流程

本發明整體上涉及流體動力學扭矩聯接裝置，更具體地涉及用于機械聯接驅動軸和從動軸的、包括渦輪-活塞鎖定離合器的流體動力學扭矩聯接裝置。

背景技術：

通常，具有自動變速器的車輛配備有用于將發動機的驅動軸流體聯接到變速器的從動軸的流體動力學扭矩聯接裝置。已知鎖定離合器用于在某些操作條件下機械地聯接驅動軸和從動軸。鎖定離合器及其操作例如在美國專利no.8,276,723和美國專利no.7,191,879中描述。

雖然具有鎖定離合器的流體動力學扭矩聯接裝置被證明對于車輛傳動系的應用和情況是有用的，但是可提高其性能和改善其成本的改進是可行的。

如下文所教導的，這樣的改進可以來自例如減少流體動力扭矩聯接裝置的部件的空間要求和/或將兩個或更多個部件的功能合并到單個部件中。

技術實現要素：

本發明的目的是用于將驅動軸和從動軸聯接在一起的流體動力學扭矩聯接裝置，包括：

圍繞旋轉軸線可旋轉的殼體，該殼體包括葉輪外殼、與葉輪外殼軸向相對地定位的殼體外殼、以及中間殼體部件，中間殼體部件包括殼體壁部分和活塞接合部分，該活塞接合部分從殼體壁部分向內延伸并相對于殼體壁部分不可旋轉，殼體壁部分位于葉輪外殼和殼體外殼之間并且使葉輪外殼和殼體外殼固定地互相連接，活塞接合部分具有第一接合表面；

葉輪，其與旋轉軸線同軸地對準并且包括葉輪外殼；以及

渦輪-活塞，其與葉輪同軸地對準并且可通過葉輪而被流體動力學地驅動，渦輪-活塞包括渦輪-活塞外殼，該渦輪-活塞外殼包括具有第二接合表面的渦輪-活塞凸緣，第二接合表面可朝向和遠離活塞接合部分的第一接合表面而軸向地移動，以將流體動力學扭矩聯接裝置分別定位為進入和脫離鎖定模式，在鎖定模式中，渦輪-活塞與殼體的活塞接合部分機械地鎖定，以使得渦輪-活塞相對于殼體的活塞接合部分不可旋轉。

本發明提供以下實施例：

-殼體壁部分是大致圓柱形的。

-殼體壁部分和活塞接合部分彼此成一體。

-殼體壁部分包括固定到殼體外殼的遠端的第一軸向端和固定到葉輪外殼的遠端的相對的第二軸向端。

-殼體外殼和葉輪外殼的遠端彼此軸向間隔開。

-殼體壁部分軸向延伸以形成圓柱形形狀，并且其中，活塞接合部分橫向于旋轉軸線延伸。

-殼體壁部分和活塞接合部分彼此成一體；殼體壁部分包括固定到殼體外殼的遠端的第一軸向端和固定到葉輪外殼的遠端的相對的第二軸向端；殼體外殼和葉輪外殼的遠端彼此軸向間隔開；殼體壁部分軸向延伸以形成圓柱形形狀，并且其中，活塞接合部分橫向于旋轉軸線延伸。

-渦輪-活塞凸緣軸向地插置于活塞接合部分和葉輪外殼之間。

-渦輪-活塞凸緣軸向地插置于活塞接合部分和葉輪外殼之間。

-流體動力學扭矩聯接裝置可以包括固定到活塞接合部分的第一接合表面或渦輪-活塞凸緣的第二接合表面的摩擦襯套。

-渦輪-活塞外殼和渦輪-活塞凸緣可朝向流體動力學扭矩聯接裝置的輸入側軸向移動，以便摩擦地聯接第一和第二接合表面、并且將流體動力學扭矩聯接裝置定位在鎖定模式中，并且其中，渦輪-活塞外殼和渦輪-活塞凸緣可朝向流體動力學扭矩聯接裝置的輸出側軸向移動，使得第一和第二接合表面不摩擦地聯接、并且流體動力學扭矩聯接裝置不處于鎖定模式。

-流體動力學扭矩聯接裝置還可以包括：

輸出轂；以及

使渦輪-活塞外殼和輸出轂互相連接的阻尼器組件。

-根據權利要求12所述的流體動力學扭矩聯接裝置，還包括將渦輪-活塞外殼與阻尼器組件互相連接的驅動構件，該驅動構件相對于渦輪-活塞外殼軸向地并可旋轉地固定、并且相對于阻尼器組件軸向可移動。

-渦輪-活塞外殼將流體動力學扭矩聯接裝置的內部體積分隔成環面腔室和阻尼器腔室，環面腔室包括葉輪葉片和渦輪葉片，阻尼器腔室包括阻尼器組件。

-在脫離鎖定的模式中，第一和第二接合表面在環面腔室和阻尼器腔室之間提供通道，以允許流體在其間流動。

-殼體壁部分和活塞接合部分彼此成一體；

殼體壁部分包括固定到殼體外殼的遠端的第一軸向端和固定到葉輪外殼的遠端的相對的第二軸向端；

殼體外殼和葉輪外殼的遠端彼此軸向間隔開；和

殼體壁部分軸向延伸以形成圓柱形形狀，并且其中，活塞接合部分橫向于旋轉軸線延伸。

-流體動力學扭矩聯接裝置可以包括將渦輪-活塞外殼與阻尼器組件互相連接的驅動構件，其中，阻尼器組件包括中間構件、將驅動構件驅動地聯接到中間構件的第一組周向延伸的彈性阻尼構件、連接到輸出轂并且相對于輸出轂不可旋轉的從動構件、將中間構件驅動地聯接到從動構件的第二組周向延伸的彈性阻尼構件、以及安裝到中間構件的離心擺動振蕩器。

-流體動力學扭矩聯接裝置還可以包括將渦輪-活塞外殼與阻尼器組件互相連接的驅動構件，其中，阻尼器組件包括中間構件、將驅動構件驅動地聯接到中間構件的第一組周向延伸的彈性阻尼構件、連接到輸出轂并且相對于輸出轂不可旋轉的從動構件、將中間構件驅動地聯接到從動構件的第二組周向延伸的彈性阻尼構件、以及聯接到中間構件的彈簧質量系統。

本發明的另一目的在于組裝用于將驅動軸和從動軸聯接在一起的流體動力學扭矩聯接裝置的方法，包括：提供可圍繞旋轉軸線旋轉的扭矩轉換器，該扭矩轉換器包括葉輪和渦輪-活塞，葉輪包括葉輪外殼，渦輪-活塞包括渦輪-活塞外殼，渦輪-活塞外殼包括軸向可移動的渦輪-活塞凸緣；

使扭矩轉換器的葉輪外殼相對于包括殼體壁部分和具有第一接合表面的活塞接合部分的中間殼體部件不可旋轉地與該中間殼體部件連接，以提供一結構，在該結構中，渦輪-活塞凸緣具有第二接合表面，該第二接合表面可朝向和遠離中間殼體部件的活塞接合部分的第一接合表面軸向地移動，以將流體動力學扭矩聯接裝置分別定位為進入和脫離鎖定模式，在鎖定模式中，渦輪-活塞與中間殼體部件的活塞接合部分機械地鎖定，以使得該渦輪-活塞相對于中間殼體部件的活塞接合部分不可旋轉；以及

使殼體外殼相對于中間殼體部件不可旋轉地與該中間殼體部件連接。

本發明的另一目的在于將驅動軸和從動軸與流體動力學扭矩聯接裝置聯接在一起的方法，所述流體動力學扭矩聯接裝置包括：圍繞旋轉軸線可旋轉的殼體、與旋轉軸線同軸地對準并且包括葉輪外殼的葉輪、以及與葉輪同軸地對準并且可通過葉輪而被流體動力學地驅動的渦輪-活塞，該殼體包括葉輪外殼、與葉輪外殼軸向相對地定位的殼體外殼、以及中間殼體部件，該中間殼體部件包括殼體壁部分和從殼體壁部分向內延伸并相對于殼體壁部分不可旋轉的活塞接合部分，殼體壁部分位于葉輪外殼和殼體外殼之間并且將葉輪外殼和殼體外殼固定地互相連接，活塞接合部分具有第一接合表面，渦輪-活塞包括渦輪-活塞外殼，渦輪-活塞外殼包括具有第二接合表面的渦輪-活塞凸緣，該第二接合表面可朝向和遠離活塞接合部分的第一接合表面軸向地移動，所述方法包括：

將驅動軸和從動軸操作地連接到流體動力學扭矩聯接裝置的輸入和輸出部；以及

控制渦輪-活塞凸緣的軸向移動，以將流體動力學扭矩聯接裝置分別定位為進入和脫離鎖定模式，在鎖定模式中，渦輪-活塞與殼體的活塞接合部分機械地鎖定，以便相對于殼體的活塞接合部分不可旋轉。

根據本發明的一個方面，提供了用于將驅動軸和從動軸聯接在一起的流體動力學扭矩聯接裝置。流體動力學扭矩聯接裝置包括可圍繞旋轉軸線旋轉的殼體、與旋轉軸線同軸地對準并包括葉輪外殼的葉輪、以及與葉輪同軸地對準并可通過葉輪而被流體動力學地驅動的渦輪-活塞。殼體包括葉輪外殼、與葉輪外殼軸向相對地定位的殼體外殼、以及中間殼體部件。中間殼體部件包括殼體壁部分和從殼體壁部分向內延伸并相對于殼體壁部分不可旋轉的活塞接合部分。殼體壁部分位于葉輪外殼和殼體外殼之間并且將葉輪外殼和殼體外殼固定地互相連接。活塞接合部分具有第一接合表面。渦輪-活塞包括渦輪-活塞外殼，渦輪-活塞外殼包括具有第二接合表面的渦輪-活塞凸緣，第二接合表面可朝向和遠離活塞接合部分的第一接合表面軸向地移動，以將流體動力學扭矩聯接裝置分別定位為進入和脫離鎖定模式，在鎖定模式中，渦輪-活塞與殼體的活塞接合部分機械地鎖定，以使得該渦輪-活塞相對于殼體的活塞接合部分不可旋轉。

根據本發明的另一方面，提供了組裝用于將驅動軸和從動軸聯接在一起的流體動力學扭矩聯接裝置的方法。扭矩轉換器包括具有葉輪外殼的葉輪、以及具有渦輪-活塞外殼的渦輪-活塞，渦輪-活塞外殼具有軸向可移動的渦輪-活塞凸緣。扭矩轉換器的葉輪外殼與中間殼體部件(該中間殼體部件包括殼體壁部分和具有第一接合表面的活塞接合部分)連接，以提供一結構，在該結構中，渦輪-活塞凸緣具有第二接合表面，第二接合表面可朝向和遠離中間殼體部件的活塞接合部分的第一接合表面軸向地移動，以將流體動力學扭矩聯接裝置分別定位為進入和脫離鎖定模式，在鎖定模式中，渦輪-活塞與中間殼體部件的活塞接合部分機械地鎖定，以使得渦輪-活塞相對于中間殼體部件的活塞接合部分不可旋轉。殼體外殼不可旋轉地連接到中間殼體部件。

本發明的另一方面提供了將驅動軸和從動軸與流體動力學扭矩聯接裝置聯接在一起的方法。流體動力學扭矩聯接裝置包括可圍繞旋轉軸線旋轉的殼體、與旋轉軸線同軸地對準并包括葉輪外殼的葉輪、以及與葉輪同軸地對準并可通過葉輪而被流體動力學地驅動的渦輪-活塞。殼體包括葉輪外殼、與葉輪外殼軸向相對地定位的殼體外殼、以及中間殼體部件，中間殼體部件包括殼體壁部分和從殼體壁部分向內延伸并相對于殼體壁部分不可旋轉的活塞接合部分。殼體壁部分位于葉輪外殼和殼體外殼之間并且將葉輪外殼和殼體外殼固定地互相連接。活塞接合部分具有第一接合表面。渦輪-活塞包括渦輪-活塞外殼，渦輪-活塞外殼包括具有第二接合表面的渦輪-活塞凸緣，第二接合表面可朝向和遠離活塞接合部分的第一接合表面軸向地移動。根據該方法，驅動軸和從動軸操作地連接到流體動力學扭矩聯接裝置的輸入和輸出部。渦輪-活塞凸緣的軸向移動被控制為將流體動力學扭矩聯接裝置分別定位為進入和脫離鎖定模式，在鎖定模式中，渦輪-活塞與殼體的活塞接合部分機械地鎖定，以使得渦輪-活塞相對于殼體的活塞接合部分不可旋轉。

構成本發明的部分的本發明的其它方面，包括設備、裝置、系統、聯接裝置、轉換器、過程等將在閱讀下面對示例性實施例的詳細描述后變得更加顯而易見。

附圖說明

附圖并入并構成說明書的一部分。附圖與上面給出的一般性描述以及下面給出的對示例性實施例和方法的詳細描述一起用于解釋本發明的原理。結合附圖，通過對下面的說明書的研究，本發明的目的和優點將變得顯而易見，在附圖中，相同的元件具有相同或相似的附圖標記，其中：

圖1是根據本發明的示例性實施例的、裝備有渦輪-活塞的流體動力學扭矩聯接裝置的軸向截面的局部半視圖；

圖2是圖1的流體動力學扭矩聯接裝置的軸向截面的分解局部半視圖；

圖3是圖1的圓iii的放大局部視圖；

圖4是包括具有單個阻尼器組件的渦輪-活塞的流體動力學扭矩聯接裝置的簡化圖；

圖5是包括具有雙或雙重阻尼器組件的渦輪-活塞的另一流體動力學扭矩聯接裝置的簡化圖；

圖6是包括擺動減振器和具有雙數或雙重阻尼器組件的渦輪-活塞的另一流體動力學扭矩聯接裝置的簡化圖；以及

圖7是包括減振彈簧-質量塊系統和具有雙數或雙重阻尼器組件的渦輪-活塞的又一流體動力學扭矩聯接裝置的簡化圖。

具體實施方式

現在將詳細參考附圖中所示的本發明的示例性實施例和方法，其中在所有附圖中相同的附圖標記表示相同或對應的部件。然而，應當注意，本發明在其更廣泛的方面中不限于結合示例性實施例和方法示出和描述的具體細節、代表性的裝置和方法以及說明性示例。

意于結合附圖來閱讀對示例性實施例的描述，附圖將被認為是整個書面描述的一部分。在描述中，相對術語如“水平的”，“垂直的”，“向上”，“向下”，“上”，“下”，“右”，“左”，“頂”，“底”以及其派生詞(例如“水平地”，“向下地”，“向上地”等)應被解釋為指的是如所描述的或如所討論的附圖所示的取向。這些相對術語為了方便描述，通常不意于要求特定的取向。關于附接、聯接等的術語，例如“連接”和“相互連接”，指其中結構直接地或通過中間結構間接地彼此固定或附接的關系，以及可移動的或剛性的附接或關系，除非另有明確說明。術語“操作地連接”是允許相關結構根據該關系而按預期操作的附接、聯接或連接。另外，權利要求書中使用的詞“一(個)”是指“至少一個”。

圖1中通過附圖標記10整體地示出了流體動力學扭矩聯接裝置的第一示例性實施例。流體動力學扭矩聯接裝置10是可操作的以流體地聯接機動車輛(諸如汽車)的驅動軸和從動軸。在典型情況下，驅動軸是機動車輛的內燃機(未圖示)的輸出軸，從動軸連接到機動車輛的自動變速器。

流體動力學扭矩聯接裝置10包括填充有流體的密封殼體12，流體諸如油或變速器流體。密封殼體12、流體動力學扭矩轉換器14和扭轉振動阻尼器(本文中也稱為阻尼器組件)16都可圍繞旋轉軸線x旋轉。這里所述的附圖示出了半視圖，即流體動力學扭矩聯接裝置10在旋轉軸線x上方的部分或局部。通常，裝置10關于旋轉軸線x是對稱的。這里，軸向和徑向取向相對于流體動力學扭矩聯接裝置10的旋轉軸線x來考慮。諸如“軸向”、“徑向”和“周向”的相對術語是分別關于平行于、垂直于和圓形地圍繞旋轉軸線x的取向。

根據圖1所示的示例性實施例的密封殼體12包括殼體蓋(或第一殼體外殼)18、與殼體蓋18同軸并且軸向相對地設置的葉輪外殼(或第二殼體外殼)20、以及位于葉輪外殼20和第一殼體外殼18之間的基本上環形的中間殼體部件22。第一殼體外殼18、第二殼體外殼20和中間殼體部件22在其外周邊處例如通過焊接不可移動地(即固定地)密封地連接在一起，以形成密封殼體12。具體地，殼體蓋/第一殼體外殼18例如通過在焊接處171的焊接而在其外周邊處固定地連接到中間殼體部件22，并且葉輪外殼20例如通過在焊接處172的焊接而在其外周邊處固定地連接到中間殼體部件22。

第一殼體外殼18不可移動地(即，固定地)互連到驅動軸，更典型地是互連到相對于驅動軸固定并且不可旋轉的飛輪(未示出)，使得殼體12以與發動機運行相同的速度轉動以傳遞扭矩。具體地，在圖1所示的實施例中，如圖1所示，殼體12被內燃發動機可旋轉地驅動，并且不可旋轉地聯接到具有螺柱15的飛輪。第一殼體外殼18、葉輪外殼20和中間殼體部件22中的每一個可以例如通過壓制成形單件金屬板而一體地制成。

如在圖2中最清楚地示出的，根據示例性實施例的中間殼體部件22包括基本上圓柱形的外壁部分(本文也稱為殼體壁部分)24和活塞接合部分26，該活塞接合部分26呈從中間殼體部件22的外壁部分24徑向向內延伸并相對于中間殼體部件22的外壁部分24不可旋轉的徑向凸緣的形式。如在圖1中最清楚地示出的，活塞接合部分26位于環面的徑向外側，如下所述。中間殼體部件22的外壁部分24具有軸向相對的第一端部251和第二端部252。第一端部251與第一殼體外殼18相鄰并面對第一殼體外殼18。第二端部252與葉輪外殼/第二殼體外殼20相鄰并面對葉輪外殼/第二殼體外殼20。

呈基本上環形的、平面的(即平坦的)凸緣的形式的活塞接合部分26從外壁部分24的第二端部252徑向向內地延伸，并且相對于中間殼體部件22的外壁部分24不可旋轉。具體地，根據該示例性實施例，中間殼體部件22的外壁部分24和活塞接合部分26例如通過從一個件(例如從金屬板)壓制成形外壁部分24和部分26而彼此一體地形成。替代地，活塞接合部分26例如通過焊接而不可移動地(即固定地)連接到中間殼體部件22的外壁部分24。如在圖1中最清楚地示出的，活塞接合部分26將殼體12的第一和第二殼體外殼18、20相互連接。

中間殼體部件22的活塞接合部分26具有兩個軸向相對的平坦表面：面向第二殼體外殼20的第一(接合)表面281和面向第一殼體外殼18的第二表面282，如在圖2和3中最清楚地示出的。

第一殼體外殼18包括相對于從旋轉軸線x的方向大致徑向地(即，在大致橫向于旋轉軸線x的平面中)延伸的第一側壁部分191和從第一側壁部分191朝向葉輪外殼20大致軸向延伸的第一外部凸緣部分192。類似地，葉輪外殼20包括相對于從旋轉軸線x的方向大致徑向地延伸的第二側壁部分211和從第二側壁部分211朝向第一殼體外殼18大致軸向地延伸的第二外部凸緣部分212。第一和第二外部凸緣部分192和212以及中間殼體部件22的外壁部分24共同構成大致平行于旋轉軸線x延伸的環形外部殼體壁123。第一和第二外部凸緣部分192和212的遠端例如分別通過在焊接處171和172的焊接而通過中間殼體部件22的外壁部分24彼此固定地互相連接。具體地，第一殼體外殼18的第一外部凸緣部分192的遠端固定地連接到中間殼體部件22的外壁部分24的一端251，而葉輪外殼20的第二外部凸緣部分212的遠端固定地連接到中間殼體部件22的外壁部分24的另一端252。

扭矩轉換器14包括葉輪(有時稱為泵或葉輪輪)30、渦輪-活塞32和軸向地插置于葉輪30和渦輪-活塞32之間的定子(有時稱為反應器)34。葉輪30、渦輪-活塞32和定子34在旋轉軸線x上彼此同軸地對準。葉輪30、渦輪-活塞32和定子34共同形成環面。如本領域已知的，葉輪30和渦輪-活塞32可以彼此流體地(或流體動力學地)聯接。

殼體12的第二殼體外殼20還形成并用作葉輪30的葉輪外殼。因此，葉輪外殼20有時被稱為殼體12的部分。葉輪30還包括芯環23和多個葉輪葉片33，所述多個葉輪葉片33通過釬焊固定地附接到葉輪外殼20和芯環23。葉輪30，包括其外殼20、芯環23和葉片33，被固定地固定以便相對于第一殼體外殼18和發動機的驅動軸(或飛輪)不可旋轉，從而以與發動機輸出端相同的速度旋轉。葉輪30還包括固定地固定到葉輪外殼20的葉輪轂31。葉輪轂31布置為與變速器的液壓泵接合。

扭矩聯接裝置10還包括可圍繞旋轉軸線x旋轉的轂(也稱為輸出轂)40。輸出轂40操作地聯接到從動軸并與從動軸同軸。例如，輸出轂40可以設置有內花鍵42，用于將輸出轂40不可旋轉地聯接到有互補的外花鍵或凹槽的從動軸(例如設置變速器輸入軸)。替代地，可以使用焊接或其它連接方式來將輸出轂40固定到從動軸。輸出轂40的徑向外表面包括用于接收諸如o形環44的密封構件的環形槽43。可以包括安裝到輸出轂40的徑向地內周表面的密封構件，以在變速器輸入軸和輸出轂40的界面處形成密封。

渦輪-活塞32是渦輪與鎖定離合器活塞的合并件或結合。渦輪-活塞32的渦輪部件包括渦輪-活塞外殼35、芯環46以及多個渦輪葉片36，所述多個渦輪葉片33諸如通過釬焊固定地附接到渦輪-活塞外殼35和芯環46。葉輪30的旋轉致使環面中的變速器流體使渦輪葉片36旋轉，并因此使渦輪-活塞外殼35旋轉。葉輪外殼20和渦輪-活塞外殼35聯合地在它們之間限定了大致環形的內腔室(或環面腔室)52。

在渦輪-活塞外殼35的徑向內周端部352處軸向延伸的是接近旋轉軸線x的大致圓柱形的凸緣37。渦輪-活塞32的大致圓柱形的凸緣37相對于輸出轂40可旋轉。密封構件(例如，o形環)44在大致圓柱形的凸緣37和輸出轂40的界面處產生密封。如下面進一步詳細討論的，渦輪-活塞32沿著該界面相對于轂40軸向地可移動。

渦輪-活塞32的活塞部件包括大致環形的、平面的(即平坦的)渦輪-活塞凸緣(或渦輪-活塞壁)38。渦輪-活塞凸緣38相對于上述近側凸緣37遠離旋轉軸線x。渦輪-活塞凸緣38是渦輪-活塞外殼35的徑向延伸部，如圖1所示，并且設置在渦輪葉片36的徑向外側。渦輪-活塞凸緣38和渦輪-活塞外殼35被實施為彼此一體，例如由單一或單體部件制成，但是可以是連接在一起的分離部件。渦輪-活塞凸緣38從渦輪-活塞外殼35的徑向外周端部351徑向向外延伸，以在與殼體12的環形外部殼體壁123的內周表面間隔開的端部處終止。如圖1中最清楚地示出的，渦輪-活塞凸緣38軸向地插置在第二側壁部分211和活塞接合部分26之間入并徑向向外地延伸到第二側壁部分211和活塞接合部分26之間的間隙中。

返回到圖2和3，渦輪-活塞凸緣38具有面向第二側壁部分211的第一表面391和面向活塞接合部分26的第一接合表面281的相對的第二接合表面392。第一和第二接合表面281和392彼此平行并面對，并相對于旋轉軸線x以90度的角度徑向延伸。如下所述，第二接合表面392面向第一接合表面281并且朝向和遠離第一接合表面281軸向地可移動，以將聯接裝置10分別定位為進入和脫離鎖定模式。

根據該示例性實施例，第二接合表面392設置有摩擦環(或摩擦襯套)48，如在圖2最清楚地示出的。摩擦環48可以例如通過粘合結合和/或使用緊固件而固定到第二接合表面392。摩擦環48由摩擦材料以用于改善的摩擦性能。替代地，摩擦環(或摩擦襯套)可以固定到第一接合表面281。根據又一實施例，第一摩擦環或襯套被固定到殼體12的第一接合表面281，并且第二摩擦環或襯套固定到第二(接合)表面392。省略摩擦環中的一個或兩個在本發明的范圍內。

定子34定位于葉輪30和渦輪-活塞32之間，以便有效地將流體從渦輪-活塞32重新導向到葉輪30。定子34通常安裝在單向離合器72上，以防止定子34反向旋轉。第一推力軸承741插置于定子34的第一側軸承環731和殼體12的葉輪外殼20之間，而第二推力軸承742插置于定子34的第二側軸承環732和渦輪-活塞外殼35之間。

在鎖定模式中，第一和第二接合表面281和392(或固定到第一和第二接合表面281和392的一個或多個摩擦環48)被壓在一起，使得渦輪-活塞凸緣38摩擦地不可旋轉地聯接到活塞接合部分26，從而將渦輪-活塞32和殼體12機械地鎖定在鎖定模式中。當不處于鎖定模式中時，第一和第二接合表面281和392彼此間隔開，使得渦輪-活塞凸緣38并非摩擦地、不可旋轉地聯接到殼體12的活塞接合部分26。在非鎖定模式中，扭矩轉換器14的正常操作選擇性地使葉輪30與渦輪-活塞32流體地聯接和分離。

扭轉振動阻尼器16容納在殼體12中，該殼體12在軸向上在一側是渦輪-活塞32和活塞接合部分26、在另一側是第二殼體外殼18，如圖1所示。扭轉振動阻尼器16連接到驅動(或輸入)構件56(下面討論)，并且包括多個第一(或徑向外部的)周向彈性阻尼構件60、通過第一周向阻尼構件60從動地聯接到驅動構件56的中間構件58、多個第二(或徑向內部的)周向彈性阻尼構件64、以及通過第二周向阻尼構件64從動地聯接到中間構件58的從動(或輸出)構件62。第一周向阻尼構件60從第二周向阻尼構件64徑向向外地定位。根據圖1的示例性實施例和本文討論的其它實施例，第一和第二阻尼構件60、64配置為具有大致周向地取向的主軸線的螺旋(或線圈)彈簧。可以選擇其它彈性構件來代替或補充彈簧。

驅動構件56例如通過焊接部55固定地連接到渦輪-活塞32的渦輪-活塞外殼35。驅動構件56的輸出側具有沿遠離渦輪-活塞32的方向軸向延伸的多個驅動凸片57(圖2)。驅動構件56的驅動凸片57在周向上彼此等距地間隔開，并與第一阻尼構件60的第一周向端接合。

中間構件58具有沿著與驅動構件56的驅動凸片57相反的方向軸向延伸的多個從動凸片59。中間構件58的從動凸片59在周向上彼此等距地間隔開，并與第一阻尼構件60的相對的第二周向端而非驅動凸片57接合。阻尼器組件16的中間構件58由于第一阻尼構件60的吸收扭轉振動的彈性而相對于驅動構件56及其驅動凸片57可旋轉。

另外，驅動構件56的驅動凸片57相對于中間構件58的從動凸片59軸向可移動。在渦輪-活塞32于其鎖定和非鎖定模式之間的軸向移動期間，驅動凸片57和從動凸片59之間的該相對軸向移動可能變得必要。如下面更詳細地討論的，當渦輪-活塞外殼35由于鎖定事件而軸向偏移時，驅動凸片57相對于從動凸片59軸向移動。因此，驅動構件56相對于中間構件58、并且通常相對于阻尼組件16軸向和周向地可移動。

中間構件58的徑向內部部分形成或連接到第二阻尼構件64的第一側上的第一盤部68。第一盤部68例如通過鉚釘或焊接不可移動地固定到第二阻尼構件64的相對側上的第二盤部69。第一和第二盤部68、69建立到第二阻尼構件64的輸入部。

從動構件62建立第二阻尼構件64的輸出部。從動構件62具有其中設置有第二阻尼構件64的窗口。盤部68、69接合第二阻尼構件64的第一端，并且從動構件62接合第二阻尼構件64的第二端。因此，中間構件58的盤部68、69相對于從動構件62可旋轉，其中第二阻尼構件64由于其彈性而吸收扭轉振動。

從動構件62不可旋轉地連接到(例如固定到)輸出轂40。從動構件62和輸出轂40之間的不可旋轉的連接可以通過花鍵或焊接形成。替代地，輸出轂40和從動構件62可以彼此成一體。推力軸承76定位在輸出轂40和第一殼體外殼18之間。

如上所述，渦輪-活塞32可以在鎖定位置和打開(非鎖定)位置之間朝向和遠離葉輪外殼20軸向地移動。渦輪-活塞32的軸向移動通過改變渦輪-活塞外殼35的相對側之間的壓差來實現。參考圖1，環面腔室52位于渦輪-活塞外殼35的左側，阻尼器腔室54位于渦輪-活塞外殼35的另一側(右側)。阻尼器腔室54相對于環面腔室52的壓力增加(或不同地表述為環面腔室52相對于阻尼器腔室54的壓力減小)使渦輪-活塞凸緣38在扭矩傳遞方向上(即朝向殼體12的輸出側，也就是說圖1中從右到左)軸向偏移，脫離鎖定模式。另一方面，阻尼器腔室54相對于環面腔室52的壓力減小(或不同地表述為環面腔室52相對于阻尼器腔室54的壓力增加)使渦輪-活塞凸緣38逆著扭矩傳遞方向(即朝向殼體的輸入側，也就是說圖1中從左到右)偏移，進入鎖定模式。

在鎖定模式中，渦輪-活塞外殼35軸向地遠離葉輪30地移位，直到渦輪-活塞凸緣38(其與渦輪-活塞外殼35軸向地移動)的第二接合表面392的摩擦環48鄰接抵靠并且不可旋轉地摩擦地聯接到第一接合表面281。扭矩從發動機傳遞到殼體12，然后通過表面281和392(或其摩擦襯套48)之間的摩擦接合到達鎖定活塞接合部分26和渦輪-活塞32，然后連續地到達驅動構件56、阻尼組件16和輸出轂40。因此，鎖定離合器繞過扭矩轉換器14的流體動力學流體聯接并機械地聯接驅動軸和從動軸。值得注意的是，固定到第二接合表面392的摩擦環48可以具有大致徑向延伸的多個周向間隔開的凹槽(未示出)，以便在鎖定模式中使環面腔室52和阻尼器腔室54彼此流體地連接，以通過工作流體冷卻鎖定離合器50的摩擦表面。

在非鎖定位置，渦輪-活塞32軸向地朝向葉輪30移位，從而軸向地移動渦輪-活塞凸緣38直到第二接合表面392的摩擦環48(即其摩擦襯套48)與第一接合表面281間隔開并且不再不可旋轉地摩擦地聯接到第一接合表面281。因此，在不通過鎖定離合器50繞過扭矩轉換器14的流體動力學傳遞模式下，扭矩從發動機傳遞到殼體12。扭矩通過扭矩轉換器14的流體動力學聯接從包括葉輪外殼20的殼體12連續地傳遞到驅動構件56及其驅動凸片57、到阻尼組件16、并且到輸出轂40。值得注意的是，在非鎖定位置，在第二側壁部分211、渦輪-活塞凸緣38和活塞接合部分26之間建立了敞開的蛇形通道，允許液壓流體通過蛇形通道在環面腔室52和阻尼器腔室54之間流動。

由鎖定離合器接收的扭矩通過扭轉振動阻尼器16傳遞到例如通過花鍵42連接到從動軸的輸出轂40。當渦輪-活塞32如上所述地軸向移動進入和脫離鎖定位置時，驅動構件56的驅動凸片57相對于中間構件58的從動凸片59軸向地移位。驅動凸片57相對于從動凸片59的軸向移動允許中間構件58、從動構件62和阻尼構件60、64保持為軸向地固定在輸出轂40上，同時渦輪-活塞32在軸向方向上移動。

在操作中，鎖定離合器50通常在驅動軸和從動軸(通常處于相對恒定的速度)的流體動力學聯接之后被啟動，以避免特別是由渦輪-活塞32和葉輪30之間的滑動現象引起的效率損失。由于作用在渦輪-活塞32上的、用于在其鎖定位置和非鎖定位置之間移動的軸向壓力，渦輪-活塞外殼35可以被制成為比不形成或用作鎖定活塞的典型渦輪外殼更厚。盡管未示出，但是諸如彈簧(例如，墊圈彈簧)的偏壓構件(abiasingmember)可以包括在流體動力學扭矩聯接裝置10中，以促使渦輪-活塞32進入或脫離鎖定模式。

如上所述，渦輪-活塞32既形成渦輪的外殼部件又形成鎖定離合器50的活塞部件。通過將通常彼此分離的兩個部件合并為單個部件，節省了流體動力學扭矩聯接裝置10中的空間。這種節省空間的結構提供了幾個設計選項。例如，可以將流體動力學扭矩聯接裝置10制成更小更輕的。替代地，殼體12內的自由空間可用于添加附加部件，例如阻尼部件。

上述實施例的特征可以與彼此一起實施并且可以以多種組合代替。另外，可以實施各種修改、替換和其它改變。例如，阻尼器組件16可以僅包括單一組阻尼構件60或64。其它修改的實例在上面描述或將被已經參考了本公開的本領域技術人員理解。

本文所述的扭矩轉換器和流體動力學扭矩聯接裝置可以包括不同的阻尼器組件。例如，圖4示出的流體動力學扭矩聯接裝置包括：用于建立流體動力學傳遞模式的葉輪30和渦輪-活塞32；以及用于鎖定模式傳遞的鎖定離合器50。葉輪30/渦輪-活塞32組合件和鎖定離合器50彼此平行地布置并且連續地布置在殼體12和渦輪-活塞外殼35之間。在圖4中，阻尼器組件16的彈性阻尼構件60和64以及輸出轂40連續地布置在渦輪-活塞外殼35的下游。圖4的圖通常對應于圖1-3所示的實施例的布置。

圖5示出了類似于圖4中的阻尼器組件的替代阻尼器組件116，但是其中阻尼器組件116被修改為僅包括一組周向延伸的彈性阻尼構件60。

圖6所示的阻尼器組件216類似于圖4的阻尼器組件，但還包括聯接到中間構件58的離心擺動振蕩器96。離心擺動振蕩器(或擺式振動吸收器)在本領域中是公知的，并且在例如于2014年6月16日提交的美國專利申請no.14/305,128、stone的gb598811、sudau的美國專利no.6,026,940、以及grahl的ep1744074中有所描述。離心擺動振蕩器96可以聯接到中間構件58的圓周并且可以布置在中間構件58的兩側。

圖7所示的阻尼器組件316類似于圖4中的阻尼器組件，但還包括聯接到中間構件58的彈簧質量系統99。彈簧-質量塊系統是本領域公知的，并且在例如haller的wo2004/018897中有所描述。彈簧-質量塊系統99可以聯接到中間構件58的圓周。彈簧-質量塊系統99的彈簧可以是諸如鋼彈簧的線圈彈簧。阻尼器可以是任何線性或非線性阻尼器，包括例如粘性阻尼器。彈簧和質量塊可以實施為兩個部件或一個一體部件。彈簧-質量塊系統可以具有線性或非線性的恒定或可變剛度、以及恒定或可變質量。

上述實施例的特征可以以多種組合代替。

現在將描述用于組裝根據圖1和圖2的實施例的流體動力學扭矩聯接裝置10的示例性方法。雖然可以通過順序地執行如下所述的步驟來實施用于組裝流體動力學扭矩聯接裝置10的方法，但是應當理解，該方法可以涉及以不同的順序執行步驟。應當理解，該示例性方法可以結合本文所述的其它實施例來實施。本文描述的示例性方法不是用于組裝本文所述的流體動力學扭矩聯接裝置的專一方法。

葉輪30、渦輪-活塞32、定子34和阻尼器16可以各自被預組裝。如上所述，渦輪-活塞32包括渦輪-活塞外殼35、附接到渦輪-活塞外殼35的渦輪葉片36、以及從渦輪-活塞外殼35徑向向外延伸的環形的平坦的渦輪-活塞凸緣38。

定子34和渦輪-活塞32與葉輪30組合以便安裝到葉輪外殼20。中間殼體部件22例如通過在焊接處172的焊接而不可移動地固定到葉輪外殼20的第二外部凸緣部分212，使得渦輪-活塞凸緣38的第二接合表面392上的摩擦環48面對活塞接合部分26的第一接合面281，并且還使得渦輪-活塞凸緣38設置在葉輪外殼20的第二側壁部分211和中間殼體部件22的活塞接合部分26之間。扭轉振動阻尼器16的驅動構件56例如通過在55處的焊接固定地固定到渦輪-活塞外殼35。渦輪-活塞32的圓柱形凸緣37安裝在可以預先安裝在從動軸上的輸出轂40上，以通過密封件44滑動地接合輸出轂40。扭轉振動阻尼器16的從動構件62例如通過焊接或花鍵固定地固定到輸出轂40。然后，第一殼體外殼18例如通過在171處焊接不可移動地且密封地固定到中間殼體部件22，如圖1中最清楚地示出的，使得中間殼體部件22設置在葉輪外殼20和第一殼體外殼18之間、并固定地連接葉輪外殼20和第一殼體外殼18。

中間殼體部件22的使用簡化了扭矩聯接裝置10的組裝。中間殼體部件22最初不通過焊接處171固定到第一殼體外殼18，從而允許組裝扭矩轉換器14。因此，中間殼體部件22可以通過焊接處172固定到第二殼體外殼20，以將活塞接合部分26相對于渦輪-活塞凸緣38適當地定位。阻尼器組件16然后可以在沒有來自第一殼體外殼18(其尚未固定到中間殼體部件22)的干涉之下被安裝。在安裝和調節了中間殼體部件22和阻尼器組件16之后，第一殼體外殼18可以在焊接處171固定到中間殼體部件22。

為了根據“專利法”的規定進行說明，已經提供了對本發明的示例性實施例的前述描述。它不是窮舉的或將本發明限制于所公開的精確形式。為了更好地說明本發明的原理及其實際應用、以使本領域普通技術人員能夠在各種實施方案中以及以帶有適用于所設想的特定用途的各種修改(只要遵循本文所述的原理)的方式來最佳地利用本發明，選擇了上述公開的實施例。因此，本申請旨在涵蓋本發明的、使用其一般性原理的任何變化、使用或改編。此外，本申請旨在涵蓋在本發明所屬領域的已知或習慣實踐中的本公開的偏離。因此，在不脫離其意圖和范圍的情況下，可以在上述發明中進行改變。本發明的范圍旨在由所附權利要求限定。