變矩器組件及手動(dòng)變速器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】變矩器組件及手動(dòng)變速器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年8月25日提交的62/041213號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益。上述申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入此文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)涉及包括手動(dòng)變速器和變矩器的傳動(dòng)系部件。更具體地說(shuō)，公開(kāi)了一種用于將發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接到手動(dòng)變速器的變矩器組件以及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0004]本節(jié)提供涉及本公開(kāi)的不一定是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。
[0005]常規(guī)的手動(dòng)變速器通常具有幾個(gè)基本部件，包括齒輪組、離合器和變速桿(即手動(dòng)換檔桿)。因而，常規(guī)的手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，帶來(lái)成本的節(jié)省、效率的提高和良好的可靠性。為了發(fā)動(dòng)車(chē)輛并變換齒輪，駕駛員接合離合器、選擇齒輪并且隨后釋放離合器，同時(shí)控制離合器壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。因此，常規(guī)的手動(dòng)變速器的操作會(huì)要求駕駛員具有高度專(zhuān)注度和協(xié)調(diào)性。掌握這樣的操作對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員而言也是困難的，其會(huì)導(dǎo)致駕駛員疲勞。在城市中駕駛或在交通擁擠時(shí)駕駛時(shí)，速度低并且行進(jìn)是停停走走，常規(guī)的手動(dòng)變速器會(huì)特別不方便，因?yàn)轳{駛員必須反復(fù)切換檔位，同時(shí)平衡離合器的應(yīng)用以防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。帶有常規(guī)手動(dòng)變速器的車(chē)輛在齒輪變換期間，特別是在駕駛員沒(méi)有正確判斷車(chē)輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、換檔時(shí)機(jī)和離合器壓力的情況下，也會(huì)經(jīng)歷突然加速。這導(dǎo)致對(duì)于駕駛員和乘客等而言不舒適、顛簸的乘坐體驗(yàn)。
[0006]為使駕駛工作輕松并增加舒適感，開(kāi)發(fā)了自動(dòng)變速器。自動(dòng)變速器消除了對(duì)于駕駛員手動(dòng)變換齒輪同時(shí)操作離合器并調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的需要。自動(dòng)變速器還具有其他理想特性，包括平滑度增加和噪聲、震動(dòng)以及粗糙度降低。然而，這些益處伴隨若干缺陷，包括復(fù)雜度增加、成本增加以及效率降低。
[0007]常規(guī)自動(dòng)變速器的核心件是變矩器。變矩器包括使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到其他傳動(dòng)系部件的流體聯(lián)接。變矩器的關(guān)鍵功能是使由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩倍增，并且允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部和其他傳動(dòng)系部件之間的滑動(dòng)。這些功能相互關(guān)聯(lián)，并且使車(chē)輛能夠從停止?fàn)顟B(tài)發(fā)動(dòng)而不需要離合器并且發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。變矩器通常包括連接到諸如曲軸的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸并與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸一起旋轉(zhuǎn)的外殼。變矩器還包括鄰接外殼的蓋，以形成內(nèi)部腔室。定子被設(shè)置在內(nèi)部腔室內(nèi)，其將內(nèi)部腔室內(nèi)的流體流重新導(dǎo)向以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩倍增。栗被連接到外殼的內(nèi)側(cè)，其使流體在內(nèi)部腔室內(nèi)循環(huán)。渦輪機(jī)被設(shè)置在內(nèi)部腔室內(nèi)，其由在內(nèi)部腔室內(nèi)循環(huán)的流體驅(qū)動(dòng)。該渦輪機(jī)隨后通過(guò)自動(dòng)變速器的齒輪聯(lián)接到其他傳動(dòng)系部件。一些常規(guī)的變矩器也以設(shè)置在內(nèi)部腔室內(nèi)的鎖止離合器為特征。鎖止離合器選擇性地向外殼施加壓力，以將渦輪機(jī)與外殼可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。
[0008]在創(chuàng)造將常規(guī)手動(dòng)變速器的效率和成本優(yōu)點(diǎn)與常規(guī)自動(dòng)變速器的平滑度和改進(jìn)結(jié)合的新的變速器的工作中，常規(guī)的變矩器已與手動(dòng)變速器配合。一個(gè)這樣的設(shè)計(jì)在2013年12月13日提交并且名稱(chēng)為“帶有變矩器的手動(dòng)變速器”的，序列號(hào)為61/915695的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)中被公開(kāi)。該設(shè)計(jì)將變矩器放置串聯(lián)置于離合器和手動(dòng)變速器的齒輪組之間。然而，在這樣的設(shè)計(jì)中仍然需要在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部和變矩器之間設(shè)置分離的離合器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本節(jié)提供本公開(kāi)的概述，而不是本公開(kāi)的全部范圍或其所有特征的全面公開(kāi)。
[0010]本公開(kāi)提供一種變矩器組件，當(dāng)聯(lián)接到手動(dòng)變速器時(shí)，該變矩器組件消除了對(duì)分離的離合器的需要。所述變矩器組件包括隨發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的外殼和鄰接所述外殼以形成內(nèi)部腔室的蓋。該變矩器組件的許多部件包含在該內(nèi)部腔室內(nèi)，包括定子、栗、渦輪機(jī)和集成式斷開(kāi)離合器。所述定子重新導(dǎo)向內(nèi)部腔室內(nèi)的流體流，以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩倍增。所述栗使內(nèi)部腔室內(nèi)的流體循環(huán)(即栗送)，而所述渦輪機(jī)由該流體流驅(qū)動(dòng)。因此，在所述栗和所述渦輪機(jī)之間限定流體聯(lián)接。所述集成式斷開(kāi)離合器選擇地接合所述外殼，使得當(dāng)集成式斷開(kāi)離合器被接合時(shí)在外殼和集成式斷開(kāi)離合器之間產(chǎn)生摩擦聯(lián)接。該變矩器組件進(jìn)一步包括第一輸出軸和第二輸出軸。第一輸出軸可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到渦輪機(jī)，并經(jīng)由栗和渦輪機(jī)之間的流體聯(lián)接驅(qū)動(dòng)所述手動(dòng)變速器的第一正向齒輪以及可選地反向齒輪。第二輸出軸可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到集成式斷開(kāi)離合器。以此方式，第二輸出軸經(jīng)由外殼和集成式斷開(kāi)離合器之間的摩擦聯(lián)接驅(qū)動(dòng)手動(dòng)變速器的其它正向齒輪中的一個(gè)。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，可提供輸出連接構(gòu)件。輸出連接構(gòu)件被設(shè)置在內(nèi)部腔室內(nèi)，并且將栗可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到集成式斷開(kāi)離合器和/或第二輸出軸。
[0012]根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，提供一種控制上述變矩器組件和手動(dòng)變速器的方法。該方法包括以下步驟:用發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)變矩器組件的外殼；在變矩器組件的栗和渦輪機(jī)之間提供流體聯(lián)接；和從變矩器組件的外殼向栗傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，栗被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)并產(chǎn)生變矩器組件的內(nèi)部腔室內(nèi)的流體流。由于輸出連接構(gòu)件將栗可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到集成式斷開(kāi)離合器，轉(zhuǎn)矩從外殼傳遞到集成式斷開(kāi)離合器，并從集成式斷開(kāi)離合器傳遞到栗。該方法進(jìn)一步包括以下步驟:驅(qū)動(dòng)變矩器組件的渦輪機(jī)隨栗產(chǎn)生的流體流旋轉(zhuǎn)；使用渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)第一輸出軸；和在車(chē)輛起動(dòng)期間接合手動(dòng)變速器的第一正向齒輪，使得第一正向齒輪隨第一輸出軸旋轉(zhuǎn)并由栗和渦輪機(jī)之間的流體聯(lián)接驅(qū)動(dòng)。因?yàn)榈谝惠敵鲚S由渦輪機(jī)和栗之間的流體聯(lián)接驅(qū)動(dòng)，允許第一輸出軸相當(dāng)于栗滑移。該方法還包括以下步驟:在變矩器組件的外殼和集成式斷開(kāi)離合器之間提供摩擦聯(lián)接；從外殼向集成式斷開(kāi)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)集成式斷開(kāi)離合器的旋轉(zhuǎn)；使用集成式斷開(kāi)離合器旋轉(zhuǎn)第二輸出軸；和在車(chē)輛起動(dòng)后接合手動(dòng)變速器的第二正向齒輪，使得第二正向齒輪隨第二輸出軸旋轉(zhuǎn)并由外殼和集成式斷開(kāi)離合器之間的摩擦聯(lián)接驅(qū)動(dòng)。因?yàn)榈诙敵鲚S由外殼和集成式斷開(kāi)離合器之間的摩擦聯(lián)接驅(qū)動(dòng)，第二輸出軸和外殼之間的滑移受限。
[0013]有利地，在此闡述的變矩器組件和方法消除了對(duì)于在發(fā)動(dòng)機(jī)和手動(dòng)變速器之間設(shè)置分離的離合器的需要。因?yàn)楫?dāng)?shù)谝徽螨X輪被接合時(shí)，栗和渦輪機(jī)之間的流體聯(lián)接被用于提供滑移，所以車(chē)輛起動(dòng)可無(wú)需分離的離合器的幫助而發(fā)生。通過(guò)消除常規(guī)手動(dòng)變速器中的離合器，實(shí)現(xiàn)了封裝和質(zhì)量減小的益處。具體地，通過(guò)消除常規(guī)手動(dòng)變速器的離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部和手動(dòng)變速器之間的軸向距離可減小。通過(guò)消除與常規(guī)手動(dòng)變速器的離合器相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦損耗，效率也得到提高。因?yàn)槌Ｒ?guī)手動(dòng)變速器的離合器是必須在固定的里程間隔替換的磨損部件，所公開(kāi)的設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性也提高了可靠性。因此，與本公開(kāi)的設(shè)計(jì)相關(guān)的維護(hù)成本少于與常規(guī)手動(dòng)變速器相關(guān)的維護(hù)成本。本公開(kāi)的設(shè)計(jì)的益處在于，由于其更簡(jiǎn)單并且因?yàn)楫?dāng)手動(dòng)變速器的其他正向齒輪中的一個(gè)被接合時(shí)，集成式斷開(kāi)離合器繞過(guò)栗和渦輪之間的流體聯(lián)接，其提供優(yōu)于常規(guī)自動(dòng)變速器的改善的效率和成本。由于變矩器組件的轉(zhuǎn)矩倍增功能，與常規(guī)手動(dòng)變速器相比，本公開(kāi)的設(shè)計(jì)也提供細(xì)化的改善和易用性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]本公開(kāi)的其他優(yōu)點(diǎn)將容易理解，因?yàn)楫?dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述會(huì)更好地理解這些內(nèi)容，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本公開(kāi)構(gòu)造的示例性變矩器組件的剖視圖；
[0016]圖2是圖1中所示的示例性變矩器組件的分解圖；和
[0017]圖3是例示包括本公開(kāi)的示例性變矩器組件的示例性手動(dòng)變速器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1-圖3，提供用于將發(fā)動(dòng)機(jī)22聯(lián)接到手動(dòng)變速器24的變矩器組件20，其中在若干視圖中，相同的附圖標(biāo)記自始至終標(biāo)示對(duì)應(yīng)的部件。手動(dòng)變速器24通?？删哂邪ǖ谝徽螨X輪28和至少一個(gè)其他正向齒輪30的齒輪組26。手動(dòng)變速器24的齒輪組26也可包括反向齒輪32。發(fā)動(dòng)機(jī)22可具有與變矩器組件20聯(lián)接的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部34(例如曲軸)。發(fā)動(dòng)機(jī)22可以是，但不限于，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，汽油發(fā)動(dòng)機(jī))，壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī))，或電動(dòng)機(jī)。應(yīng)當(dāng)理解，如在此使用的術(shù)語(yǔ)“發(fā)動(dòng)機(jī)”指能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)