[发明专利]用于变矩器的循环圆形状

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的变矩器，其中，要进一步改善循环圆形 状。

背景技术

变矩器自从1905年就已经公知(DE 22 14 22和DE 23 88 04)。发明人 在此在两个叶片半部之间安置了一个泵和一个涡轮，这些叶片半 部在装配之后对液体密封地彼此连接。在该发明的进一步构型中还设置一 个导轮。在泵、涡轮中以及在导轮中设置有叶片，这些叶片基本上径向延 伸。通过用液体、优选油填注壳体来进行从泵到涡轮的力/力矩传递。在机 动车中将力引入到变矩器中通过变矩器的壳体无相对转动地与内燃发动机 的曲轴相连接来进行。输出通过涡轮来进行，其方式是后面的变速器的变 速器输入轴直接或间接地无相对转动地与涡轮的轮毂相连接。

通过壳体的、由此泵的旋转，油通过离心力效应向外甩出。泵内部的 油流动在此弧形地进行。在泵的径向外部区域中，油流在轴向方向上偏转， 然后流入到涡轮中。由于油必须实现的功率，油流变慢，由此，涡轮中的 流动横截面必须在流动方向上逐渐地扩宽。因为油又必须转向泵的流入区 域，所以涡轮外壁朝泵的流入区域弯折。在来自涡轮的油流又可到达泵的 流入开口中之前，油还流过导轮。在导轮中，油流还经历方向变化，以便 使泵叶片的迎流尽可能最优。油循环于是可重新开始。在保持循环期间以 及在涡轮以比泵小的转速旋转期间，力矩可被传递。但涡轮转速越接近泵 转速，效率则变得越差。

泵、涡轮和导轮的所述形状共同形成变矩器的循环圆。相应的流动则 是循环圆流动。该概念从数学中导出，因为旋转的油环轴线错位地同时绕 变矩器的转动轴线旋转。

自从发明了变矩器以来，还发明了用于变矩器的其它重要部件。因此， 例如跨接偶合器是一种重要改善，因为跨接偶合器可在效率差的情况下转 换。由此则进行从旋转的壳体直接或间接到变速器输入轴中的力流。另一 种公知的改善提出，为了使曲轴的转动不均匀性不到达变速器输入轴中， 在力流中安装一个简称为减振器的扭转振动减振器。

在近一百年中也已经发明了循环圆的多种造型，以便改善变矩器的效 率。但在最近一些年中，对于机动车领域形成了一个标准形状，该标准形 状基本上只是适配于功率要求和在变速器中的安装可能性。

发明内容

因此，本发明的任务在于，探索一些可能性，通过这些可能性使循环 圆在其效率方面进一步得到改善。

在本发明的第一构型中令业界吃惊地证实，在保持导轮的通流开口的 尺寸的情况下，涡轮的排出开口朝变矩器的转动轴线的方向加长使得效率 得到改善。并且当泵的流入开口朝变矩器的转动轴线的方向加长时，也产 生这种改善。这两个措施也可组合。借助于专用程序(CFD＝计算流体动 力学)进行的仿真对于这两个措施一起求得效率改善百分之2至3。

根据现有技术，在循环圆的径向外部区域中油从泵流出，该流出基本 上与变矩器的转动轴线平行。这是重要的，因为又可进行涡轮的轴向迎流。 因为其中设置有涡轮叶片的壳必须与变矩器的壳体间隔开，以便与壳体不 发生接触，并且因为泵中的外部流动面却由壳体本身构成，所以在从泵到 涡轮的过渡部上在壳体中冲制一个环状的阶梯，以便使泵的外部直径处于 涡轮的外部直径的高度上。但泵外部直径由此始终比相邻的变矩器直径稍 小。但因为泵的直径以五次幂加入到用于变矩器的效率和功率的公式中， 所以值得期望的是，泵直径不“损失”。在此，根据本发明的另一个构型提 出了壳体的、由此循环圆的形状，该形状在没有阶梯的情况下也行。壳体 的形状在后面联系附图说明来进一步描述。

在本发明的另一个构型中，循环圆形状以这样的方式不同于现有技术： 其经历剪切。该剪切应以如在材料力学中描述剪切的方式来理解，只是在 循环圆的造型中有意义的不是某些剪切应力，而是仅仅变形本身。为了进 一步解释，在此也参考后面的附图说明。

在本发明的另一个构型中，导轮构造成扩压器。这意味着，导轮的叶 片之间的横截面从流入开口朝流出开口的方向扩宽。由此，油在导轮中减 速。因为扩宽不可在周向上发生——因为否则相邻的中间空间(这些相邻 的中间空间由相邻叶片形成)必然较小，所以扩宽在径向方向上进行。CFD 仿真已经证实，泵中的静态压力的降低使得变矩器的功率更大。为了实现 泵中的静态压力降低，泵中的油流动必须从输入开口到输出开口加速。由 此，泵的进入开口大于泵的排出开口。在现有技术中，这两个开口相同。 为了使油流在进入到泵中之前就已经对其流动横截面做好了准备，导轮构 造成扩压器。