[发明专利]用于变矩器叶轮离合器的液压供给系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种用于自动变速器的变矩器，且具体地，涉 及一种驱动变矩器的叶轮离合器并向变速器构件提供液压润滑剂 的连续供给的液压系统。

背景技术

变矩器是液压联轴节的改进形式，并且如同液压联轴节一样用 于将旋转动力从原动机(诸如内燃机或电动机)传递至旋转的从动 负载。变矩器能够在输入旋转速度与输出旋转速度之间存在很大差 异时使转矩增加，因此提供了减速齿轮的等同物。

在变矩器中，存在至少三个转动元件：叶轮，该叶轮由原动机 机械地驱动；涡轮，该涡轮驱动负载；以及定子，该定子介于叶轮 与涡轮之间，以使其可改变从涡轮返回至叶轮的油流量进而使扭矩 增加。定子被安装在超越离合器上，该超越离合器防止定子使得原 动机反向旋转但允许正向旋转。变矩器被装入壳体中，该壳体容纳 有自动传输流体(ATF)，有时也称之为“油”、“润滑油”或“滑润 剂”。

变矩器内的液压寄生损失降低了效率并产生了废热。在现代汽 车应用中，通常通过使用支路离合器(也被称为闭锁离合器)来避 免上述问题，该支路离合器物理地连接叶轮和涡轮、有效地将变换 器改变成纯粹的机械轴节。其结果是无打滑，因此实质上没有功率 损耗并提高了燃料经济性。

变矩器离合器设计包括两种基本类型，即，封闭型活塞设计和 开放型活塞设计。封闭型活塞设计要求进入变矩器内的专用液压回 路，该专用液压回路仅与离合器活塞的作用侧相连通。当压力较高 时，应用离合器。当压力较低时，释放离合器。一种更罕见的类型 是在释放侧具有该回路，在该释放侧处，高压时释放离合器，而低 压时应用离合器。

开放型活塞设计包括：使ATF流过变矩器并流经活塞，从作用 侧流向释放侧。通过作用侧与释放侧之间的压差来应用活塞。可通 过直接控制作用压力和释放压力来控制该压力差或者通过利用设 计好的压降限制而控制流经活塞的流速来控制该压力差。通常，ATF 的该同一流动还被用于冷却变矩器，因此在该液压回路中要求相对 高的流速。实现预期流速的障碍是，为了防止变换器膨胀(变矩器 的轴向变形)而在变换器注入压力上的限制。这通常导致高增益的 离合器设计，其中，穿过活塞的较小压降变化导致应用力上的较大 变化，这使得离合器的可控性成为挑战。

大多数变矩器仅具有一个变换器离合器，即，交替地连接和解 除叶轮与涡轮之间的驱动连接的支路离合器。变矩器还可装备叶轮 离合器以连接和解除叶轮与动力源(诸如发动机、电动机、起动机 /发电机或液压发动机)之间的驱动连接。叶轮离合器的目的是在怠 速期间降低动力源上的负载，这会降低燃料消耗。该功能通常被称 为怠速断开或中立怠速。

当在一个变矩器内存在两个离合器时，通常一个活塞是开放型 活塞设计，而另一是封闭型活塞设计。在一个变矩器内具有两个封 闭型活塞设计是不实际的，因为这需要四条液压回路与变矩器连 通，即，每个离合器用一条，另两条流经变换器以用于冷却。具有 两个开放型活塞离合器存在关于独立控制这两个离合器的作用和 释放的复杂设计问题。这导致更实际的办法是，对于支路离合器采 用关闭型活塞设计，而对于叶轮离合器采用开放型活塞设计。

在开放型活塞设计中，通过变换器加载回路与变换器卸载回路 之间的压差来驱动叶轮离合器。在叶轮离合器啮合时，要求相对高 的流速以使变换器冷却。为了避免过大的注入压力，将需要封闭型 离合器上的低流动限制件以减小压降以及高增益离合器以维持性 能。然而，为了断开叶轮离合器，压降必须减小得更低。由于在离 合器的流动限制件上没有直接的控制，因此仅可通过降低流经变换 器的流速来减小压降。在车辆起动的过程中，为了获得更好的起动 感觉，可改变变换器离合器上的压降的斜率，以实现离合器上的可 变“k系数”。

当变矩器正使转矩增加时，出现了动力损失，这会显著增大变 矩器中的ATF的温度，并且在回到变速器中之前必须使其冷却。冷 却器回流油通常进入到变速器润滑回路中以冷却内部离合器、齿轮 组及轴承。该润滑回路还被用于填满或加载平衡挡料圈(dam)，这 些平衡挡料圈旨在当内部转动速度增大时阻止断开的离合器活塞 偏移。