[0002] 本发明涉及一种新型液力变矩器。
[0003] 发明背景：
[0004] 本发明所涉及的新型液力变矩器，可广泛应用于
汽车、越野汽车、挖掘机、
拖拉机、矿区运输等
工程机械的
发动机动力的传输。
[0005] 现有的广泛使用的液力变矩器，具有无级连续变速和改变转矩的能力，对外负载具有良好的
自动调节和适应性，它使汽车起步平稳，
加速迅速均匀，其减震作用降低了
传动系统的动载和扭震，延长了传动系统的使用寿命，提高了舒适性、通过性、安全性以及行驶的平均速度。
[0006] 但是目前使用的液力变矩器，普遍存在传动效率不够高的缺点。在中低速度行驶时，发动机的动力不能完全传递给
变速器；在中高速度行驶时，又必须通过
锁止器来提高效率。而在降速操作下，锁止器又要脱离锁止。如果处于多变工况状态下行驶，频繁地进行增速和降速的操作，则液力变矩器处于频繁的锁止和脱离锁止交替转换的状态下，则使系统的动力损耗增加，不利于节能减排。更何况目前现有的液力变矩器，在行驶阻力降低时，没有增速的功能，例如已经公开的
专利有，德国专利技术No.94107829.9、No.99111343.8，日本专利技术No.00133785.8、No.200710154498.7等。
[0007] 本发明提出了全新的设计，不仅保持了现有液力变矩器的各项优点，同时在中低速度行驶时，使得发动机的功率能够更高效率地传递给变速器；在中高速度行驶时，在无需锁止器锁止的情况下，依然能够高效率地传递发动机的功率。在行驶阻力降低的工况下，本发明能够在发动机输入速度不变的情况下，提供增速的功能。关于本发明专利叙述中的名词解释：
[0008] 1.轴面剖视图：在与转动轴线相重合的平面上剖切所得的视图。如图1所示。
[0009] 2.旋转面视图：在与转动轴线相垂直的平面上剖切所得的视图。如图3所示。
[0010] 3.转动轴线：转动体或旋转空间的转动轴线。如图1中的轴线O。
[0011] 4.圆环轴线：轴面剖视图为圆形的三维体圆环，其圆的环绕轴线，如图1中的轴线Q。发明内容：
[0012] 本发明涉及一种新型液力变矩器，其结构主要包括：
泵轮(BL)、从动轮(CP)、耦合
差速器(YO)。其中泵轮(BL)的旋转面视图为圆形，轴面剖视图为半圆弧形，有径向弧形
叶片，并与
输入轴相联。
[0013] 从动轮(CP)的旋转面视图为圆形，轴面剖视图为半圆弧形，有径向弧形叶片，与泵轮(BL)相对安装，并与
输出轴相联。泵轮(BL)与从动轮(CP)之间以及叶片之间充满工作液。
[0014] 耦合差速器(YO)由圆环缸体(GT)、螺旋筋板(LJ)、转动盘(P)和耦合
转子(C)组成。其中圆环缸体(GT)是一个有圆环形空腔的缸体，空腔的轴面剖视图是圆形。螺旋筋板(LJ)位于圆环形空腔中，并沿圆弧表面分布，与圆环缸体(GT)联为一体，形成圆环涵道缸体。圆环涵道缸体上开有缸体环槽，转动盘(P)位于环槽中。耦合转子(C)安装在转动盘(P)上，位于圆环形空腔内。耦合转子(C)的外径边缘与圆环形空腔内表面相
接触，其转动轴线与转动盘(P)的转动轴线垂直，并与圆环形空腔的圆环轴线相切。耦合转子(C)沿半径方向开有耦合槽，螺旋筋板((LJ)可以穿过耦合槽。当耦合转子(C)和转动盘(P)与圆环涵道缸体发生相对转动时，螺旋筋板(LJ)与耦合槽的滑动
啮合推动耦合转子(C)围绕自身转动轴线自转。
[0015] 螺旋筋板(LJ)沿圆环形空腔的圆弧表面分布，使得耦合转子(C)随转动盘(P)与圆环涵道缸体产生相对旋转，并以均匀转速转动时，耦合转子(C)因耦合槽与螺旋筋板(LJ)的滑动啮合而围绕自身转动轴线以均匀转速自转。
[0016] 螺旋筋板(LJ)的起始端位于转动盘(P)的一侧，并与耦合转子(C)的耦合槽开始滑动啮合。随着转动盘(P)与圆环涵道缸体之间的相对转动，耦合转子(C)在螺旋筋板(LJ)的推力作用下自转约一周，到达转动盘(P)的另一侧的螺旋筋板(LJ)的终止端，则耦合槽与螺旋筋板(LJ)脱离啮合，继续转动，回到螺旋筋板(LJ)的起始端一侧，又开始下一个滑动啮合。
[0017] 圆环涵道缸体在转动盘(P)的两侧的螺旋筋板(LJ)的起始端和终止端附近的
位置，开有工作液出入口。当转动盘(P)和耦合转子(C)与圆环涵道缸体产生相对转动时，工作液通过出入口流进及流出耦合差速器(YO)。
[0018] 发动机驱动泵轮(BL)旋转时，工作液被泵轮(BL)的叶片带着旋转，并在
离心力作用下，从叶片的内缘向外流动。工作液被甩到泵轮(BL)外缘后，又冲向从动轮(CP)的外缘，再沿着从动轮(CP)的叶片向内流动，又返回泵轮(BL)，被泵轮(BL)再次甩到外缘，这样不断循环，使得从动轮(CP)转动，并带动输出轴输出转矩。
[0019] 耦合差速器(YO)位于泵轮(BL)和从动轮(CP)之间，其中的圆环涵道缸体和转动盘(P)与泵轮(BL)或者从动轮(CP)联结。泵轮(BL)通过耦合差速器(YO)进出工作液的压力差，驱动从动轮(CP)转动，并带动输出轴输出转矩。
[0020] 在泵轮(BL)和从动轮(CP)之间，工作液从从动轮(CP)区域回流到泵轮(BL)的区域安装有导轮(DL)。导轮(DL)支承在单向
离合器(H)上。
单向离合器(H)使导轮(DL)只能与泵轮(BL)同向旋转。导轮(DL)的叶片与转动方向成夹
角，使得从动轮(CP)的工作液流经导轮(DL)时改变方向，与泵轮(BL)的旋转方向一致，从而增大了泵轮(BL)的转矩。
[0021] 耦合差速器(YO)的圆环涵道缸体既可以与泵轮(BL)联结，也可以与从动轮(CP)联结，相对应的则是，转动盘(P)与从动轮(CP)联结或者与泵轮(BL)联结。耦合差速器(YO)的转动盘(P)一侧的进出口位于泵轮(BL)区域，转动盘(P)的另一侧的工作液进出口位于从动轮(CP)区域。
[0022] 耦合差速器(YO)可以是单条螺旋筋板(LJ)，也可以是多条螺旋筋板(LJ)。泵轮(BL)的叶片可以是半径方向直线展开，也可以由里向外曲线形式展开；从动轮(CP)的叶片可以是半径方向直线展开，也可以是由里向外曲线形式展开。
[0023] 这样设计的液力变矩器，在起动初期，从动轮(CP)与泵轮(BL)的相对速差较大。泵轮(BL)旋转产生的离心力使工作液高速冲击从动轮(CP)的叶片，同时耦合差速器(YO)的圆环涵道缸体与耦合转子(C)的相对转速差较大，使得大量工作液从一侧出入口流向另一侧泵轮(BL)区域的出入口，这样从动轮(CP)所受的扭力是非常大的，这比现有的液力变矩器在起动初期具有更大的输出转矩。
[0024] 当从动轮(CP)在泵轮(BL)的驱动下，速度不断提高后，因为泵轮(BL)的曲线叶片的作用，在泵轮(BL)旋转时，叶片给工作液施加了一个向泵轮(BL)外缘的推力，因此，尽管从动轮(CP)的转速接近泵轮(BL)，甚至同速，从动轮(CP)外缘依然受到工作液的冲击力，同时泵轮(BL)区域的工作液压力高于从动轮(CP)区域的工作液的压力，因此，与从动轮(CP)联结的耦合差速器(YO)的部件会受到工作液的压力作用，使其转速会高于另一个与泵轮(BL)联结的耦合差速器(YO)的部件的转速，这样，从动轮(CP)的输出速度会高于泵轮(BL)，也就是发动机的速度。
附图说明：
[0026] 图2泵轮的三维视图
[0027] 图3泵轮的旋转面视图
[0028] 图4泵轮和从动轮的叶片的另一种形式
[0029] 图5导轮视图
[0030] 图6耦合差速器的轴面剖视图
[0031] 图7耦合差速器的耦合转子视图
[0032] 图8耦合差速器工作原理示意图
[0033] 在本发明专利的附图说明中，图示的零部件的结构、尺寸及形状并不代表实际的零部件的结构、尺寸及形状，也不代表零部件之间的实际大小比例关系，图示只是用简明的方式对本发明实施例予以说明。
[0034] 图1显示了本发明实施例之一的轴面剖视图，从图中可以看出：液力变矩器的结构主要包括：与输入轴相联结的泵轮(BL)、与输出轴相联结的从动轮(CP)、耦合差速器(YO)以及导轮(DL)，在液力变矩器内充满了工作液。
[0035] 图2和图3则显示了泵轮(BL)的三维视图和旋转面视图。其旋转面视图为圆形，而轴面剖视图形状为半圆弧形，并有径向弧形叶片。从动轮(CP)与泵轮(BL)相对安装，并保持适当的间隙。其形状和结构与泵轮(BL)相似，旋转面视图为圆形，轴面剖视图为半圆弧形，并有径向弧形叶片。
[0036] 耦合差速器(YO)位于泵轮(BL)和从动轮(CP)之间。图6更进一步通过耦合差速器(YO)的轴面剖视图显示了实施例之一的内部结构。耦合差速器(YO)主要由圆环缸体(GT)、螺旋筋板(LJ)、转动盘(P)、耦合转子(C)组成。其中圆环缸体(GT)是一个有圆环形空腔的缸体，圆环形空腔的轴面剖视图为圆形。螺旋筋板(LJ)位于圆环形空腔中，沿空腔圆弧表面分布，并与圆环缸体(GT)联结为一体成为圆环涵道缸体。圆环涵道缸体沿圆环形空腔开有缸体环槽，转动盘(P)位于缸体环槽中。在转动盘(P)的径向开有缺口，耦合转子(C)安装在此缺口中，并位于圆环形空腔内。
[0037] 图7显示了耦合转子(C)的视图。耦合转子(C)的外径边缘与圆环形空腔的内表面相接触，耦合转子(C)的转动轴线与转动盘(P)的转动轴线O相垂直，并与圆环形空腔的圆环轴线Q相切。耦合转子(C)沿半径方向开有耦合槽，从图示可以看出有四条耦合槽，螺旋筋板(LJ)可以穿过耦合槽。当耦合转子(C)和转动盘(P)与圆环涵道缸体发生相对转动时，螺旋筋板(LJ)与耦合槽的滑动啮合推动耦合转子(C)围绕自身转动轴线自转。
[0038] 螺旋筋板(LJ)沿圆环缸体(GT)的圆弧表面分布，使得耦合转子(C)随转动盘(P)与圆环缸体(GT)产生相对旋转，并以均匀速度转动时，耦合转子(C)因螺旋筋板(LJ)与耦合槽的滑动啮合而围绕自身转动轴线以均匀速度自转。
[0039] 螺旋筋板(LJ)的起始端位于转动盘(P)的一侧，并与转动盘(P)的盘面保持接触。其与耦合转子(C)的耦合槽开始滑动啮合，随着转动盘(P)与圆环缸体(GT)之间的相对转动，耦合转子(C)在螺旋筋板(LJ)的推力作用下自转约一周，到达转动盘(P)的另一侧的螺旋筋板(LJ)的终止端。螺旋筋板(LJ)的终止端同样与转动盘(P)的另一侧盘面保持接触。当耦合转子(C)的耦合槽到达螺旋筋板(LJ)的终止端，则与螺旋筋板(LJ)脱离啮合，并继续转动，又回到螺旋筋板(LJ)的起始端的一侧，又开始下一个滑动啮合。
[0040] 图6和图7显示了圆环缸体(GT)内有四个均匀分布相互对称的耦合槽。4条螺旋筋板(LJ)的起始端沿转动盘(P)的一侧盘面依次与耦合转子(C)的4个耦合槽产生滑动啮合，又与转动盘(P)的另一侧盘面相接触的4个终止端依次脱离滑动啮合后，再次依次进入下一个滑动啮合。
[0041] 圆环涵道缸体在转动盘(P)的两侧的螺旋筋板(LJ)的起始端和终止端附近的位置开有工作液出入口。当转动盘(P)和耦合转子(C)与圆环缸体(GT)产生相对转动时，工作液通过进出口流进及流出耦合差速器(YO)。
[0042] 图8显示了螺旋筋板(LJ)沿圆环缸体(GT)的圆环形空腔的圆弧截面lmn展开的平面展开图。尽管沿圆环形空腔表面分布的螺旋筋板(LJ)展开为平面斜线会失去精确度，但是可以简明地说明耦合差速器(YO)的工作原理。
[0043] 如果圆环缸体(GT)与泵轮(BL)相联结，转动盘(P)与从动轮(CP)相联结，则当图中所示螺旋筋板(LJ)向左转动时，则泵轮(BL)位于圆环缸体(GT)的下侧区域，从动轮(CP)位于圆环缸体(GT)的上侧区域。在起动初期，输出轴速度低于输入轴速度，也就是转动盘(P)和耦合转子(C)的速度低于圆环缸体(GT)和螺旋筋板(LJ)的速度。工作液从从动轮(CP)区域的出入口吸入，在泵轮(BL)区域的出入口排出，而此时泵轮(BL)的速度远高于从动轮(CP)的速度。也就是泵轮(BL)区域出入口的压力大于从动轮(CP)区域出入口的压力。这就增大了耦合转子(C)在圆环缸体(GT)内的运动阻力。泵轮(BL)与从动轮(CP)的速度差越大，则耦合转子(C)在圆环缸体(GT)内相对运动的阻力就越大，输出轴提供的转矩就越大。
[0044] 另一方面，发动机驱动泵轮(BL)旋转时，工作液被泵轮(BL)的叶片带着旋转，并在离心力的作用下从叶片的内缘向外流动，工作液被甩到泵轮(BL)的外缘后又冲向从动轮(CP)的外缘，再沿着从动轮(CP)的叶片向内缘流动，最终又返回泵轮(BL)，再次被泵轮(BL)甩到外缘，这样不断循环，使得从动轮(CP)转动，并带动输出轴输出转矩，这一点与目前使用的液力变矩器的原理相似。
[0045] 从图1可以看出，在泵轮(BL)与从动轮(CP)之间，工作液从从动轮(CP)区域回流到泵轮(BL)的区域安装有导轮(DL)。导轮(DL)支承在单向离合器(H)上，单向离合器(H)使导轮(DL)只能与泵轮(BL)同向转动。
[0046] 图5显示了导轮(DL)的三维视图。导轮(DL)的叶片与导轮(DL)的转动方向成夹角，使得从动轮(CP)的工作液流经导轮(DL)时改变方向，与泵轮(BL)的旋转方向一致，从而增大了泵轮(BL)的转矩。
[0047] 图4-1显示了泵轮(BL)的另一种叶片形式，其叶片从里向外呈曲线形式展开。当图示的泵轮(BL)以逆
时针方向旋转时，叶片间的工作液不仅受到泵轮(BL)旋转产生的离心力作用向泵轮(BL)的外缘流动，而且受到叶片向外缘方向的推力作用。从动轮(CP)的叶片采用径向直线放射状，或采用与泵轮(BL)的叶片展开方向相反的方向展开的形式。如图4-2所示，从动轮(CP)与泵轮(BL)同样是逆时针方向旋转，则当泵轮(BL)的速度与从动轮(CP)的速度相同时，工作液在泵轮(BL)和从动轮(CP)的叶片的推力作用下，仍然继续保持循环流动状态。因从动轮(CP)和泵轮(BL)均在中高速度下运行，泵轮(BL)区域外缘附近的工作液压力要高于从动轮(CP)区域外缘附近的工作液压力，这时，两个区域的工作液因压力差的作用，从耦合差速器(YO)的泵轮(BL)区域的入口导入，耦合转子(C)受到较高压力作用会向较低压力一侧运动，也就是会向比圆环缸体(GT)速度大的方向转动，这使得耦合转子(C)的速度大于圆环缸体(GT)的速度。对工作液出入口位置的调整和出入口形状的改变，会得到不同的增速效果。
[0048] 采用一个耦合转子(C)在圆环缸体(GT)内转动一周则吸入排出一个圆环缸体(GT)含量的工作液，如果用多个耦合转子(C)和多组螺旋筋板(LJ)，则耦合转子(C)在圆环缸体(GT)内转动一周将吸入排出多个圆环缸体(GT)含量的工作液。
[0049] 关于单向离合器、以及密封装置、支承装置等，本领域的技术人员均已经知晓，并在本领域广泛应用，在此，不再一一赘述。
[0050] 上述实施例以图示的方式说明了本发明，但是以图示方式说明的上述实施例不是对本发明的限制，本发明由
权利要求限定。
