一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成

技术领域

本发明涉及液力传动领域，尤其涉及一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成，适用于需要闭锁工况的各种工业车辆的传动系统中。

背景技术

在现有技术中，具有闭锁功能的液力变矩器总成一般采用的是闭锁式液力变矩器，即液力变矩器本身具有闭锁功能，闭锁离合器置于液力变矩器内部，该闭锁式液力变矩器结构复杂，制造工艺繁琐且成本过高，使用中不易维护，在闭锁时液力变矩器内部的搅油损失也无法避免。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的闭锁式液力变矩器总成结构复杂，且在使用过程中不易维护等技术问题，而提出一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成，包括液力变矩器、涡轮轴、涡轮轴齿轮、油盘盖和壳体；所述液力变矩器包括同轴依次设置的输入板、罩轮、涡轮、导轮及泵轮，所述输入板与罩轮通过螺栓固连，所述罩轮与泵轮焊接固定；其特殊之处在于：

还包括输出轴组件且输出轴组件具有闭锁功能；所述输出轴组件位于涡轮轴的一侧，并通过涡轮轴齿轮与涡轮轴连接；

所述油盘盖与壳体固连，并将壳体分成无油腔和有油腔；

所述输入板、罩轮位于无油腔内；所述泵轮位于油盘盖中部且与油盘盖之间装有油封；所述涡轮轴齿轮及输出轴组件位于有油腔内；

所述涡轮轴一端连接液力变矩器的涡轮，另一端连接涡轮轴齿轮。

进一步地，所述输出轴组件包括输出轴，以及沿输出轴依次设置的离合器齿轮、闭锁摩擦单元、输出齿轮及输出法兰；

所述离合器齿轮套设在输出轴靠近液力变矩器的一端，所述离合器齿轮通过滚针轴承安装在输出轴上；所述泵轮上设有外齿，所述离合器齿轮外侧与泵轮外齿相啮合；

所述输出齿轮套设在输出轴远离液力变矩器的另一端，所述输出齿轮内侧与输出轴通过花键连接，外侧与涡轮轴齿轮相啮合；

所述闭锁摩擦单元位于离合器齿轮与输出轴之间；所述闭锁摩擦单元包括摩擦组件、弹簧组件和活塞；

所述离合器齿轮远离液力变矩器的一端设有离合器齿轮外花键，摩擦组件位于离合器齿轮外花键的外侧与输出轴之间，弹簧组件位于离合器齿轮外花键的内孔与输出轴之间；所述活塞轴向一端与摩擦组件相邻，与弹簧组件相邻并接触，另一端与输出轴之间形成密封腔体，该密闭腔体与设置在输出轴内的液压油通道连通。

进一步地，所述摩擦组件靠近离合器齿轮一侧设有挡板，所述挡板与输出轴通过花键连接，挡板外侧设有挡圈，挡圈固定在输出轴上，从而防止摩擦组件沿轴向滑出；

所述摩擦组件由多个沿轴向间隔排列的主动摩擦片和被动摩擦片组成，所述主动摩擦片和被动摩擦片均为圆环形结构，且相邻的主动摩擦片和被动摩擦片之间留有间隙；

所述主动摩擦片的内圆处设有内花键，与离合器齿轮外花键通过花键连接；主动摩擦片的外圆处与输出轴之间留有间隙；

所述被动摩擦片的外圆处设有外花键，输出轴相应位置设有内花键，被动摩擦片外圆与输出轴通过花键连接，内圆与离合器齿轮外花键之间留有间隙。

进一步地，所述弹簧组件包括弹簧座和复位弹簧；所述弹簧座设置在输出轴上，所述弹簧的一端与弹簧座的内端接触，另一端与活塞接触。

进一步地，本发明的液力变矩器总成还包括取力轴组件，所述取力轴组件设置于有油腔内，且位于涡轮轴远离输出轴组件的另一侧；

所述取力轴组件包括取力轴，套设在取力轴一端的取力轴齿轮和另一端的取力轴花键套；所述取力轴齿轮外侧与泵轮的外齿相啮合，内侧与取力轴花键连接；所述取力轴花键套为取力口，用于连接辅助件。

进一步地，所述液力变矩器为单极单相液力变矩器。

进一步地，所述离合器齿轮与泵轮的外齿轮啮合转速比为0.7-0.85。

进一步地，所述涡轮轴与涡轮通过花键连接。

进一步地，所述输出轴与涡轮轴中心轴线的距离为112～122mm。

进一步地，所述取力轴与涡轮轴中心轴线的距离为120～130mm。

本发明与现在技术相比，其有益效果如下：

1、本发明的液力变矩器总成，包括液力变矩器、涡轮轴、涡轮轴齿轮、油盘盖、壳体和输出轴组件，其中油盘盖将壳体分成无油腔和有油腔，液力变矩器位于无油腔内，输出轴组件位于有油腔内且输出轴组件自带闭锁功能，本发明通过在液力变矩器外部布置闭锁结构，以达到闭锁式液力变矩器的功能，该结构的液力变矩器总成可靠性高、成本低且易于维护。

2、本发明采用通用的单级单相液力变矩器，整体结构更加简化，且单级单相液力变矩器经济性好，从而降低了制造成本。

3、本发明通过合理设置离合器齿轮与液力变矩器的泵轮外齿的啮合转速比，从而降低了闭锁冲击。

4、本发明的液力变矩器总成在闭锁时可不再给液力变矩器供油，从而减小直至消除液力变矩器内部的搅油损失，进而降低整车油耗。

5、本发明具有闭锁功能的液力变矩器总成可使用不带单向离合器的液力变矩器，以降低液力变矩器的制造成本。

附图说明

图1为本发明一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成实施例的结构示意图；

图2为本发明一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成实施例中输出轴组件的结构示意图。

附图标记如下：

1-液力变矩器、11-输入板、12-罩轮、13-涡轮、导轮14、15-泵轮、3-涡轮轴、31-涡轮轴齿轮、4-输出轴组件、41-离合器齿轮、411-离合器齿轮外花键、412-挡板、413-挡圈，42-闭锁摩擦单元、43-摩擦组件、431-主动摩擦片、432-被动摩擦片、44-弹簧组件、45-活塞、46-输出轴、47-输出齿轮、48-输出法兰、5-取力轴组件、51-取力轴齿轮、52-取力轴、53-取力轴花键套、6-油盘盖、7-壳体。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

结合图1和图2所示，本发明公开了一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成，包括液力变矩器1、涡轮轴3、涡轮轴齿轮31、油盘盖6和壳体7，还包括输出轴组件4和取力轴组件5。

油盘盖6与壳体7通过螺栓固连，壳体7与发动机壳体通过螺栓固连。油盘盖6将壳体7分成左侧的无油腔和右侧的有油腔。涡轮轴3一端连接液力变矩器1的涡轮13，另一端连接涡轮轴齿轮31。

液力变矩器1包括同轴依次设置的输入板11、罩轮12、涡轮13、导轮14及泵轮15。液力变矩器1通过输入板11与发动机飞轮连接作为动力输入源，输入板11与罩轮12通过螺栓固连；罩轮12与泵轮15通过焊接固连；泵轮15外侧带有外齿；涡轮13与涡轮轴3通过花键连接。在液力工况下，液力变矩器1正常充油工作，由泵轮15通过液力传动油带动涡轮13转动。输入板11、罩轮12位于无油腔内；泵轮15与油盘盖6之间装有油封，防止右侧有油腔的油液流入左侧无油腔内；涡轮轴齿轮31、输出轴组件4、取力轴组件5位于有油腔内，该侧有些许油液经齿轮飞溅后可对齿轮进行润滑。

本实施中，液力变矩器1为单极单相液力变矩器，该变矩器经济性好，成本较低，其循环圆直径一般为300-340mm。液力变矩器1内部无闭锁结构，且导轮14内无单向离合器，从而降低了液力变矩器的成本。

输出轴组件4包括输出轴46，以及沿输出轴46依次设置的离合器齿轮41、闭锁摩擦单元42、输出齿轮47及输出法兰48。

输出轴46为偏置平行轴输出，通过涡轮轴齿轮31与涡轮轴3连接，输出轴46与涡轮轴3中心轴线的垂直距离为117mm。输出轴46通过输出法兰48为外接设备提供动力。

离合器齿轮41套设在输出轴46靠近液力变矩器1的一端；离合器齿轮41通过滚针轴承安装在输出轴46上，离合器齿轮41与泵轮15外齿相啮合，离合器齿轮41与泵轮15外齿的啮合转速比为0.7-0.85。输出齿轮47套设在输出轴46远离液力变矩器1的另一端；输出齿轮47内侧与输出轴46通过花键连接，输出齿轮47与涡轮轴齿轮31啮合，二者的啮合转速比为1。

闭锁摩擦单元42设置在离合器齿轮41与输出轴46之间。闭锁摩擦单元42包括摩擦组件43、弹簧组件44和活塞45；离合器齿轮41远离液力变矩器1的一端设有离合器齿轮外花键411，摩擦组件43位于离合器齿轮外花键411的外侧与输出轴46之间，弹簧组件44位于离合器齿轮外花键411的内孔与输出轴46之间，活塞44轴向一端分别与摩擦组件43和弹簧组件44相邻，且与弹簧组件44接触，另一端与输出轴46之间形成密闭腔体，该密闭腔体与设置在输出轴46内的液压油通道连通。

摩擦组件43靠近离合器齿轮41一侧设有挡板412，挡板412与输出轴46通过花键连接，挡板412外侧设有挡圈413，挡圈413固定在输出轴46上，从而防止摩擦组件43沿轴向滑出。摩擦组件43由多个沿轴向间隔排列的主动摩擦片431和被动摩擦片432组成，主动摩擦片431和被动摩擦片432均为圆环形结构，且相邻的主动摩擦片431和被动摩擦片432之间留有间隙。

主动摩擦片431设有内花键与离合器齿轮外花键411通过花键连接，主动摩擦片431的外圆处与输出轴46之间留有间隙。被动摩擦片432的外圆处设有外花键，输出轴46对应位置设有内花键，被动摩擦片432外圆与输出轴46通过花键连接，被动摩擦片432的内孔处与离合器齿轮外花键411之间留有间隙。

弹簧组件44包括弹簧座和复位弹簧，弹簧座设置在输出轴46上，复位弹簧的一端与弹簧座接触，另一端与活塞45接触。

取力轴组件5设置于有油腔内。取力轴组件5包括取力轴52，套设在取力轴52一端的取力轴齿轮51和另一端的取力轴花键套53。取力轴52为偏置平行轴输出，其与涡轮轴3中心轴线的垂直距离为125mm。取力轴齿轮51与泵轮15的外齿相啮合，取力轴齿轮51与取力轴52通过花键连接；取力轴花键套53为取力口，用于连接辅助件。

本发明一种新型具有闭锁功能的液力变矩器总成的工作原理为：

在液力工况下时，液力变矩器1接收发动机飞轮的动力输入后，输入板11跟随发动机的飞轮转动，输入板11带动罩轮12转动，罩轮12带动泵轮15转动，此工况下，液力变矩器1正常充油工作，涡轮13由泵轮15通过液力传动油带动其转动，涡轮13与涡轮轴3通过花键连接，则涡轮13带动涡轮轴3同步转动，涡轮轴3带动涡轮轴齿轮31转动，涡轮轴齿轮31带动输出齿轮47，输出齿轮47带动输出轴46，输出轴46通过输出法兰48为外接设备提供动力输出。此种工况下，由于活塞45与输出轴46之间的密封腔体内不充油，则活塞45被复位弹簧推至最右侧，主动摩擦片431和被动摩擦片432未被压紧，二者之间留有间隙，此时与主动摩擦片431通过花键连接的离合器齿轮41，以及与被动摩擦片432通过花键连接的输出轴46将各自互不干扰的转动，即离合器齿轮41由泵轮15上的外齿带动进行空转，离合器齿轮41的动力不输出至输出轴46、输出齿轮47以及输出法兰48。

在闭锁工况下时，液力变矩器1接收发动机飞轮的动力输入后，输入板11跟随发动机的飞轮转动，输入板11带动罩轮12转动，罩轮12带动泵轮15转动，泵轮15的外齿带动离合器齿轮41转动，此工况下，液力变矩器1不再充油工作，即涡轮13不由泵轮15通过液力传动油进行带动，进而减小直至消除液力变矩器1内部的搅油损失，降低了整车油耗。此时，给活塞45与输出轴46之间的密封腔体进行充油，则活塞45克服复位弹簧的阻力向左运动，最终活塞45将主动摩擦片431和被动摩擦片432同步压紧，使得二者处于固连的状态，此时与主动摩擦片431通过花键连接的离合器齿轮41，以及与被动摩擦片432通过花键连接的输出轴46将一起转动，即输出轴46通过离合器齿轮41由泵轮15上的外齿带动进行运转，离合器齿轮41的动力输出至输出轴46和输出法兰48，涡轮轴齿轮31由输出齿轮47带动进行空转。闭锁时机为当液力变矩器1的涡轮13与泵轮15转速比为0.7-0.85时进行闭锁，由于离合器齿轮41与泵轮15外齿的啮合转速比也为0.7-0.85，因此此时闭锁时离合器齿轮41与输出齿轮47的转速几乎相同，闭锁冲击会很小。

本发明的液力变矩器总成可实现闭锁功能，闭锁时无需再给液力变矩器供油，进而减小直至消除液力变矩器内部的搅油损失。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。