一种液力变矩器的制作方法

本发明涉及变矩器，特别涉及一种液力变矩器。

背景技术：

1、液力变矩器是液力传动的一种型式，是构成液力自动变速器不可缺少的重要组成部分之一。它装置在发动机的飞轮上，其作用是将发动机的动力传递给液力自动变速器中的齿轮机构，并具有一定的自动变速功能。液力自动变速器的传动效率主要取决于液力变矩器的结构和性能。

2、最早的液力变矩器由泵轮、涡轮、反作用元件(导轮或定子)和传递扭矩必需的油液组成。当发动机运转时，曲轴带动泵轮旋转，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随泵轮一同旋转。在离心力的作用下，液压油从泵轮叶片内缘被甩向外缘，并从外缘冲向涡轮叶片，使涡轮在液压油的冲击作用下旋转，冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，通过导轮改变由从涡轮流向泵轮的液压油的方向使液压油冲击泵轮的背部，促使泵轮旋转，从而增加输出扭矩。

3、液力变矩器是用液力来传递汽车动力的，但油液的摩擦会损失能量，因此传动效率低。为提高汽车的传动效率，减少燃油消耗，现代很多轿车的自动变速器采用一种带锁止离合器的综合式液力变矩器，可根据发动机工况运行，当车速较低时锁止离合器处于分离状态，此时输入变矩器的动力完全通过液压油传至涡轮，当车辆在良好的道路上高速行驶时，锁止离合器处于锁止状态，此时发动机动力通过锁止离合器的机械连接直接传递给涡轮。但泵轮始终与发动机结合，发动机势必要克服泵轮及油液的拖曳，所以为了进一步提高传动效率，降低燃油消耗，有的液力变矩器内安装了泵轮离合器，可根据需要实现泵轮与发动机的结合与分离。

4、但由于液力变矩器空间的限制，已知的锁止离合器和泵轮离合器通过共同的油供给控制共同的控制阀进行控制，不仅结构复杂，占用空间大，而且一旦油路发生泄露或控制阀发生故障，就难以实现泵轮与发动机的结合与分离控制，可靠性差，亟待改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种液力变矩器，能够自动根据发动机曲轴转速大小来实现发动机曲轴与变速箱输入轴之间液力和机械传动的切换，同时还有效解决了机械传动过程中泵轮及油液的拖曳的问题，进一步提高了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的动力的传动效率，降低燃油消耗，结构简单，占用空间小，故障率低，可靠性好。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种液力变矩器，包括泵轮、涡轮和导轮，所述导轮位于泵轮与涡轮之间，所述泵轮通过变矩器壳体与发动机曲轴连接，所述涡轮与变速箱输入轴连接，所述变矩器壳体与变速箱输入轴之间设有用于自动根据发动机曲轴转速大小来实现发动机曲轴与变速箱输入轴之间液力和机械传动切换的离心切换机构。

4、通过采用上述技术方案，当发动机曲轴转速较小时，离心切换机构所受的离心力较小，此时发动机曲轴和变速箱输入轴之间分离，发动机曲轴和变速箱输入轴之间仅依靠液力传动，因此，发动机曲轴运转时会带动泵轮随变矩器壳体转动，泵轮内的液压油在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片流回泵轮叶片内缘，形成循环的液流，涡轮受到冲击后开始旋转并带动变速箱输入轴同步旋转，因此实现了发动机曲轴与变速箱输入轴之间液力传动；当发动机曲轴转速较大时，离心切换机构所受的离心力较大，此时发动机曲轴仅与变速箱输入轴之间机械连接，发动机曲轴的动力以机械的方式直接传递给变速箱输入轴，此时发动机曲轴与变矩器壳体和泵轮之间无机械传动，使得泵轮与涡轮之间不会产生循环液流，有效解决了泵轮及油液的拖曳的问题，进一步提高了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的动力的传动效率，降低燃油消耗，结构简单，占用空间小，故障率低，可靠性好。

5、本发明的进一步设置为：所述离心切换机构包括设置用于实现发动机曲轴与变速箱输入轴连接或分离的固定轴，所述固定轴与发动机曲轴同轴设置，所述固定轴贯穿变矩器壳体的旋转中心后与发动机曲轴固定连接。

6、通过采用上述技术方案，发动机曲轴旋转时会带动固定轴同步旋转，通过固定轴与变速箱输入轴之间的连接或分离来实现发动机曲轴与变速箱输入轴之间的连接或分离，从而实现发动机曲轴与变速箱输入轴之间机械或液力传动的切换。

7、本发明的进一步设置为：所述离心切换机构还包括圆周阵列布置在变矩器壳体内壁上的多个滑槽，固定轴位于各滑槽的阵列中心，各滑槽内均设有与其滑动配合的滑块，各所述滑块均通过连杆机构与变速箱输入轴连接。

8、通过采用上述技术方案，当发动机曲轴转速较小时，各滑块所受的离心力较小，各滑块分别位于各滑槽内靠近固定轴中心的一侧，此时，在连杆机构的作用下，固定轴与变速箱输入轴之间分离，因此实现了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的分离，发动机曲轴仅驱动变矩器壳体旋转，从而驱动泵轮旋转，即实现了发动机曲轴和变速箱输入轴之间的液力传动；当发动机曲轴转速较大时，各滑块所受的离心力较大，各滑块分别滑动至各滑槽内远离固定轴中心的一侧，此时，在连杆机构的作用下，固定轴与变速箱输入轴之间机械连接，发动机曲轴驱动固定轴旋转时直接通过固定轴将动力传递给变速箱输入轴，即实现了发动机曲轴和变速箱输入轴之间的机械传动。

9、本发明的进一步设置为：所述连杆机构包括多个连杆和与变速箱输入轴同轴滑动配合的套轴，所述套轴通过多个连杆分别与各滑块连接，所述连杆的两端分别与套轴和滑块铰接。

10、通过采用上述技术方案，当各滑块所受的离心力较小且各滑块分别位于各滑槽内靠近固定轴中心的一侧时，各连杆与滑块铰接的一端靠近固定轴中心，使得各连杆与套轴铰接的一端随套轴滑动至变速箱输入轴向远离固定轴的一端，此时套轴仅与变速箱输入轴连接，固定轴与变速箱输入轴保持分离状态，因此发动机曲轴与变速箱输入轴之间为分离状态；当各滑块所受的离心力逐渐增大并分别向各滑槽远离固定轴中心的一侧滑动时，各连杆与各滑块连接的一端均分别随各滑块向各滑槽远离固定轴中心的一侧滑动，此时各连杆与套轴连接的一端会驱动套轴沿变速箱输入轴轴向滑动至逐渐靠近固定轴，当各滑块滑动至各滑槽远离固定轴中心的一侧时，套轴刚好滑动至同时连接变速箱输入轴和固定轴，因此发动机曲轴与变速箱输入轴之间为机械连接状态。

11、本发明的进一步设置为：所述连杆机构还包括与滑块数量相匹配且分别平行于各滑槽的滑杆，所述滑杆的一端与滑块固定连接，所述滑杆的另一端贯穿与其连接的滑块所在的滑槽并向固定轴的中心延伸，所述固定轴上与各滑杆相对的位置分别设有与各滑杆滑动配合的配合槽，各滑槽远离固定轴中心的一端均与环形槽连通，所述环形槽与固定轴同心。

12、通过采用上述技术方案，当滑块沿滑槽滑动时会带动滑杆同步滑动，因此当滑块位于滑槽靠近固定轴中心的一侧时滑杆的另一端插入配合槽并与配合槽滑动配合，当滑块滑动至远离固定轴中心的一侧时，滑杆沿配合槽向远离固定轴中心的一侧滑动直至与配合槽分离；而当滑杆插入配合槽时，发动机曲轴驱动固定轴旋转时，固定轴会带动变矩器壳体同步转动，因此保证了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的液力传动；当滑杆与配合槽分离时，滑块刚好滑动至环形槽中，此时由于套轴刚好滑动至同时连接变速箱输入轴和固定轴，因此保证了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的机械传动，变速箱输入轴被发动机曲轴驱动旋转时，带动连杆和滑块随套轴同步旋转，由于滑块位于环形槽中，滑杆又与配合槽分离，因此变矩器壳体不会随发动机曲轴转动，从而保证泵轮与涡轮之间不会产生循环液流，从而实现有效克服了发动机曲轴与变速箱输入轴之间机械传动过程中泵轮及油液的拖曳，进一步提高了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的动力的传动效率的效果。

13、本发明的进一步设置为：所述固定轴靠近变速箱输入轴的一端设有柱形腔，所述套轴靠近柱形腔的一端设有与柱形腔匹配的凸台，所述套轴的底壁与变速箱输入轴之间设有复位弹簧。

14、通过采用上述技术方案，当套轴沿变速箱输入轴向靠近固定轴的一侧轴向滑动时，套轴一端设置的凸台会逐渐向靠近柱形腔的方向移动，直至凸台进入柱形腔并实现套轴与固定轴的机械连接，此时套轴并未与变速箱输入轴分离，因此实现了固定轴与变速箱输入轴之间的机械连接，由于固定轴与发动机曲轴固定连接，因此发动机曲轴与变速箱输入轴之间为机械连接状态，以便实现机械传动，此过程中复位弹簧蓄积弹力，当弹力大于连杆对套轴的驱动力时，套轴会沿变速箱输入轴向远离固定轴的一侧轴向滑动，使得凸台与柱形腔分离，从而使得发动机曲轴与变速箱输入轴之间切换为分离状态，以便实现液力传动。

15、本发明的进一步设置为：所述柱形腔的内壁上设有径向延伸的容纳槽一，所述容纳槽一内滑动设有卡块一，所述卡块一与容纳槽一滑动配合，所述卡块一通过连接弹簧一与容纳槽一的顶壁连接，所述卡块一可在连接弹簧一的弹力作用下伸出容纳槽一；

16、所述凸台的外壁上设有用于与卡块一卡接的卡槽一，所述卡槽一与卡块一位置相对；

17、所述变速箱输入轴的外壁上设有径向延伸的容纳槽二，所述容纳槽二内滑动设有卡块二，所述卡块二与容纳槽二滑动配合，所述卡块二通过连接弹簧二与容纳槽二的底壁连接，所卡块一可在连接弹簧二的弹力作用下伸出容纳槽二；

18、所述套轴的内壁上设有用于与卡块二卡接的卡槽二，卡槽二和卡块二之间的距离始终与卡槽一和卡块一之间的距离相等。

19、通过采用上述技术方案，当套轴沿变速箱输入轴向靠近固定轴的一侧滑动时，凸台逐渐进入柱形腔并逐渐挤压卡块一，使得卡块一挤压连接弹簧一并缩入容纳槽一，此过程中连接弹簧一蓄积弹力，当凸台上的卡槽一与容纳槽一相对时，卡块一在弹簧一的弹力作用下弹出并伸入卡槽一中，从而实现了套轴与固定轴之间的卡接操作；

20、同时，套轴内壁上的卡槽二逐渐向靠近卡块二的方向滑动，当卡槽二滑动至与容纳槽二相对时，卡块二在连接弹簧二的弹力作用下伸出容纳槽二并伸入卡槽二中，使得套轴与变速箱输入轴之间的卡接，因此实现了套轴与固定轴和变速箱输入轴之间同步卡接操作；

21、通过套轴与固定轴和变速箱输入轴之间同步卡接，可以实现固定轴与变速箱输入轴之间的机械连接，因此实现了发动机曲轴与变速箱输入轴的机械传动。

22、当套轴沿变速箱输入轴向远离固定轴的一侧滑动时，凸台逐渐离开柱形腔，柱形腔内别上的容纳槽一逐渐与压卡块一，使得卡块一挤压连接弹簧一并缩入容纳槽一，此过程中连接弹簧一蓄积弹力，此时套轴与固定轴之间转动连接，直至凸台完全离开柱形腔，使得套轴与固定轴彻底分离；

23、同时，套轴内壁上的卡槽二逐渐向远离卡块二的方向滑动，当卡槽二滑动至与容纳槽二分离时，卡块二再次被挤压至缩入容纳槽二中，此时套轴与变速箱输入轴转动连接；

24、通过套轴与固定轴之间分离，可以实现固定轴与变速箱输入轴之间的分离，便于实现发动机曲轴与变速箱输入轴的液力传动，通过套轴与变速箱输入轴转动连接，使得液力传动时套轴随变矩器壳体转动的过程中不会影响发动机曲轴与变速箱输入轴之间的液力传动操作。

25、本发明的有益效果是：

26、本发明通过离心切换机构自动根据发动机曲轴转速大小来实现发动机曲轴与变速箱输入轴之间液力和机械传动的切换，同时还有效解决了机械传动过程中泵轮及油液的拖曳的问题，进一步提高了发动机曲轴与变速箱输入轴之间的动力的传动效率，降低燃油消耗，结构简单，占用空间小，故障率低，可靠性好。