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带有离合器的转矩分配器和变矩器

申请号 CN201380053355.0 申请日 2013-10-10 公开(公告)号 CN104797862A 公开(公告)日 2015-07-22
申请人 卡特彼勒公司; 发明人 A·R·J·W·纳加拉杰; T·J·梅;
摘要 变矩器(136)和转矩分配器(1)包括 原动机 输入(108)和变矩器(136)。变矩器(136)和转矩分配器(1)还包括转矩分配器(1),该转矩分配器(1)配置成接收原动机输入(108)并且将原动机输入(108)转矩分成至少一个 行星轮 系输入转矩(396)和第二转矩(387)。行星 齿轮 系统(190)配置成接收行星轮系输入转矩(396)。变矩器(136)和转矩分配器(1)还包括配置成 锁 定变矩器(136)和转矩分配器(1)中至少一者的旋转部件的 锁止 离合器 (10),并且还包括转矩输出(112)。
权利要求

1.一种变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),包括:
原动机输入(8、108、308、408),其配置成接收来自原动机的原动机输入转矩;
变矩器(36、136、336、436),其包括叶轮(2、102、302、402)、涡轮(6、106、306、406)和定子(4、104、304、404),所述变矩器配置成接收输入转矩并且产生输出转矩;
转矩分配器(98、198、398、498),其配置成接收所述原动机输入(8、108、308、408)并且将所述原动机输入转矩分成至少一个行星轮系输入转矩(96、396、496)和第二转矩(94、
387、487);
行星齿轮系统(90、190、390、490),其配置成接收所述行星轮系输入转矩,所述行星齿轮系统(90、190、390、490)包括太阳齿轮(18、118、318、418)、行星齿轮(20、120、320、420)、齿圈(16、116、316、416)和行星齿轮架(24、124、324、424)中的至少一者;
离合器(10、110、310、410),其配置成锁定所述变矩器和所述转矩分配器中至少一者的旋转部件;和
转矩输出(12、112、312、412)。
2.根据权利要求1所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),其中,所述锁止离合器(10、110)将所述叶轮(2、102)的旋转锁定到所述涡轮(6、106)的旋转。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),其中,所述行星齿轮系统(90、190、390、490)包括所述太阳齿轮(18、118、318、418)、所述行星齿轮(20、120、320、420)、所述齿圈(16、116、316、416)和所述行星齿轮架(124);并且其中,所述涡轮的输出被输入到所述齿圈(16、116、316、416)中,所述行星轮系输入转矩被输入到所述太阳齿轮(18、118、318、418),并且所述行星齿轮架(24、124、324、424)连接到所述转矩输出。
4.根据权利要求1所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),其中,所述锁止离合器(310、410)将所述原动机输入(308、408)的旋转锁定到所述转矩输出的旋转。
5.根据权利要求1或权利要求4所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),其中,所述行星齿轮系统(90、190、390、490)包括所述太阳齿轮(18、118、318、418)、所述行星齿轮(20、120、320、420)、所述齿圈(16、116、316、416)和所述行星齿轮架(124);并且其中,所述涡轮的输出被输入到所述行星齿轮架(24、124、324、424)中,所述行星轮系输入转矩被输入到所述太阳齿轮(18、118、318、418),并且所述齿圈(16、116、316、416)连接到所述转矩输出。
6.根据权利要求1或权利要求4所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),其中,所述行星齿轮系统(90、190、390、490)包括所述太阳齿轮(18、118、318、418)、所述行星齿轮(20、120、320、420)、所述齿圈(16、116、316、416)和所述行星齿轮架(124);并且其中,所述行星轮系输入转矩连接到所述齿圈(16、116、316、416),所述行星齿轮架(24、124、324、
424)连接到所述叶轮,并且所述太阳齿轮和所述涡轮连接到所述转矩输出。
7.根据权利要求1-6所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),还包括单向离合器,以将所述涡轮连接到所述转矩输出。
8.根据权利要求1-7所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400),其中,所述锁止离合器包括至少一个摩擦盘(130)和至少一个分离盘(138)。
9.一种车辆,包括原动机、传动装置以及根据权利要求1-8所述的变矩器和转矩分配器(1、100、300、400)。

说明书全文

带有离合器的转矩分配器和变矩器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有转矩分配器的变矩器。更具体地,本发明涉及一种具有带有锁止离合器的转矩分配器的变矩器。

背景技术

[0002] 许多车辆一般都具有原动机内燃机、传输驱动动以移动该车辆的传动装置以及选择性地将旋转转矩从原动机传递到传动装置的机构。在一些方法中,所述选择性地将旋转从原动机传递到传动装置的机构包括手动离合器。手动离合器是高效的。然而,手动离合器的操作需要车辆操作员付出额外的努力和附加的操作监控。例如,由于它可以降低操作员的效率,这种额外的努力和附加的操作监控可能是不太理想的。将旋转转矩从原动机传递到传动装置的另一种机构是变矩器。
[0003] 变矩器通常是流体动力的流体联接器,该流体动力的流体联接器一般将旋转转矩从原动机传递到从动负载(诸如传动装置)。变矩器使来自原动机的转矩倍增并且将该转矩传递到传动装置。Sung的美国专利申请第2011/0124456号公开了发射装置、传输装置和转矩合并装置。发射装置、传输装置和转矩合并装置设置在直接连接到发动机的第一动力输送轴上。自发动机开始按照发射装置、传输装置和转矩合并装置的顺序设置发射装置、传输装置和转矩合并装置。发射装置的变矩器包括前盖、叶轮涡轮定子,所述前盖连接到发动机的曲轴,所述叶轮连接到前盖并且与前盖一起转动,所述涡轮面向叶轮,所述定子设置在叶轮和涡轮之间并且在改变自动传动油的流动方向后将从涡轮流出的自动传动油传递到叶轮。
[0004] 然而,与机械离合器相比,变矩器一般效率较低,导致燃料经济性差,具有液力损失等等。另外,在较大的车辆应用中变矩器需要大量的转矩转移,这可以使这些问题加剧。此外,由于较大的车辆要求增大的转矩,一般需要较大尺寸的变矩器,然而这就增加了生产成本并增加了对空间的需求。
[0005] 因此,需要这样的一种矩变换器,它更有效,提高燃料经济性,并且减小液力损失。另外,一种具有缩减的尺寸和降低的生产成本的变矩器同样是希望得到的。

发明内容

[0006] 本发明在很大程度上满足以上需求,其中,在一方面,提供了使用更有效、提高燃油经济性并减小液力损失的具有带有锁止离合器的转矩分配器的变矩器来传递旋转转矩的一种方法和设备。另外,本发明的带有锁止离合器的变矩器和转矩分配器具有缩减的尺寸和降低的生产成本。此外,本发明的带有锁止离合器的变矩器和转矩分配器适于与车辆一起使用。
[0007] 根据一个实施例,一种变矩器和转矩分配器包括原动机输入、变矩器、转矩分配器、行星齿轮系统、锁止离合器和转矩输出,所述原动机输入配置成接收来自原动机的原动机输入转矩,所述变矩器包括叶轮、涡轮和定子,所述变矩器配置成接收输入转矩并产生输出转矩,所述转矩分配器配置成接收原动机输入并将原动机输入转矩分成至少一个行星轮系输入转矩和第二转矩,所述行星齿轮系统配置成接收行星轮系输入转矩,所述行星齿轮系统包括太阳齿轮、行星齿轮、齿圈以及行星齿轮架中的至少一者,所述锁止离合器配置成锁定变矩器和转矩分配器中至少一者的旋转部件。
[0008] 根据另一实施例,一种用于划分和变换车辆操作的转矩的方法包括:接收来自原动机的原动机输入转矩,将输入转矩接收到变矩器(该变矩器包括叶轮、定子和涡轮)中,用转矩分配器将原动机输入转矩分成至少一个行星轮系输入转矩和第二转矩,将行星轮系输入转矩接收到行星齿轮系统中,锁定变矩器和转矩分配器中至少一者的旋转部件,以及产生转矩输出。
[0009] 根据又一实施例,一种变矩器和转矩分配器包括用于接收来自原动机的原动机输入转矩的装置、用于将输入转矩接收到变矩器装置(该变矩器装置包括叶轮装置、定子装置和涡轮装置)中的装置、用于用转矩分配器装置将原动机输入转矩分成至少一个行星装置输入转矩和第二转矩的装置、用于将行星装置输入转矩接收到行星齿轮系统装置中的装置、用于锁定变矩器装置和转矩分配器装置中至少一者的旋转部件的装置,以及用于产生转矩输出的装置。附图说明
[0010] 图1示出了根据本发明的一方面的一种变矩器和转矩分配器的示意图。
[0011] 图2是图1的变矩器和转矩分配器的实施方式的横截面图。
[0012] 图3是图2的变矩器和转矩分配器的分解图。
[0013] 图4是图2的变矩器和转矩分配器的透视图。
[0014] 图5是根据本发明的变矩器和转矩分配器的另一示意图。
[0015] 图6是根据本发明的各方面的变矩器和转矩分配器的另一个方面。

具体实施方式

[0016] 现在将参照附图描述本发明,在这些附图中,相同的参考标号始终表示相同的零件。本发明的实施例有利地提供一种提高效率、提高燃料经济性并且减小液力损失的具有带有锁止离合器的转矩分配器的变矩器。此外,具有带有锁止离合器的转矩分配器的变矩器缩减了部件的整体尺寸并且还降低了生产成本。最后,本发明的带有锁止离合器的变矩器和转矩分配器适于与车辆一起使用。
[0017] 图1示出了根据本发明的一方面的变矩器和转矩分配器。具体地,图1示出了包括原动机输入8和变矩器输出12的变矩器和转矩分配器1。变矩器和转矩分配器1还包括划分来自变矩器和转矩分配器1内的原动机输入8的转矩的转矩分配器98。另外,图1示出了锁定变矩器和转矩分配器1的一个或多个旋转从动部件的锁止离合器10。更具体地,锁止离合器10与转矩分配器98一起提高了效率,提高了燃料经济性,并且减小了液力损失。此外,锁止离合器10与转矩分配器98一起使得部件尺寸缩减和生产成本降低。此外,带有锁止离合器10的变矩器和转矩分配器1适于与车辆一起使用。
[0018] 在一特定方面,锁止离合器10可被激活然后锁定变矩器和转矩分配器1的一个或多个旋转部件的旋转。如图1所示,锁止离合器10在被激活后锁定涡轮6到叶轮2的旋转。因此,在锁止离合器10被激活后减小了变矩器36中产生的损耗。
[0019] 变矩器36包括叶轮2、定子4和涡轮6。叶轮2可结合原动机输入装置8如图1的示意图中所示的那样旋转。叶轮2的旋转可在变矩器36内产生流体动力流体联接并且因此使涡轮6旋转。定子4可插于叶轮2和涡轮6之间。定子4可确定且高效地改变涡轮6和叶轮2之间的流体流。定子4可刚性地安装在变矩器36内。然而,在图1所示的方面中,定子4配置成在变矩器36内旋转。另外,定子4还可包括一种限制变矩器36内的旋转运动的机构。在图1所示的一个方面中,定子4可包括自由轮离合器22。自由轮离合器22可允许定子4在期望方向上的旋转并且防止定子4在相反方向上的旋转。
[0020] 转矩分配器98分离由原动机输入的原动机输入8的转矩。在图1所示的方面中,转矩分配器98分离叶轮2和行星轮系90之间的转矩。更具体地,将原动机输入8分离以产生叶轮输入转矩94和行星轮系输入转矩96。
[0021] 可将叶轮输入转矩94传递到叶轮2。叶轮2响应于叶轮输入转矩94而在变矩器36内旋转,并且与涡轮6流体动力地联接以使涡轮6旋转。涡轮6的旋转产生涡轮输出转矩92。然后可将涡轮输出转矩92输入到行星轮系90。
[0022] 将行星轮系输入转矩96输入到行星轮系90。在行星轮系90内,涡轮输出转矩92和行星轮系输入转矩96合并,于是形成行星输出转矩88。行星输出转矩88形成变矩器输出12。这个形成的变矩器输出12可在产生之后输入到传动装置。然后,变矩器输出12可用于驱动车辆的负载,被输入到车辆传动装置等等。
[0023] 在特定方面,行星轮系输入转矩96可被用于驱动行星轮系90的太阳齿轮18。行星轮系90可具有行星齿轮20。涡轮输出转矩92可用于驱动行星轮系90的齿圈16。在行星轮系90内,行星轮系输入转矩96和涡轮输出转矩92可合并并且作为前述行星输出转矩88从行星齿轮架24输出。
[0024] 虽然结合行星轮系90描述转矩分配器98,但也可以考虑其他类型的系统。此外,可以使用齿轮传动的其他配置和布置来实现行星轮系90的细节。
[0025] 变矩器和转矩分配器1的操作可包括两种操作模式:起动或正常操作(其中,锁止离合器10未被激活);以及直接驱动模式(当锁止离合器10被激活)。更具体地,在起动或正常操作期间,来自原动机输入8的动力或转矩利用变矩器36和关联的转矩倍增,其中,叶轮2转动并使转矩倍增以使涡轮6旋转。在直接驱动模式下,锁止离合器10被致动以机械地锁定变矩器36的叶轮2和涡轮6的旋转。因此,叶轮2和涡轮6以大致相同的速度旋转,从而基本上没有液力损失。
[0026] 另外,可通过专用硬件控制锁止离合器10的操作和激活。专用硬件激活和去激活锁止离合器10可基于许多因素。这些因素可以包括以下中的一个或多个:每分钟转数(RPM)、动力、转矩、车速、车辆加速度、传动装置操作、车辆倾斜度、当前动力需求等等。
[0027] 与转矩分配器98和变矩器36结合采用锁止离合器10的变矩器和转矩分配器1的所产生的操作,实现了更高的效率、更大的燃料经济性并且减小了液力损失。此外,具有带有锁定离合器10的转矩分配器98的变矩器36缩减部件的整体尺寸并且还降低生产成本。最后,本发明的带有锁止离合器10的变矩器和转矩分配器1适于与车辆一起使用。
[0028] 图2是图1的变矩器和转矩分配器的实施方式的横截面图;图3是图2的变矩器和转矩分配器的分解图;并且图4是图2的变矩器和转矩分配器的透视图。具体地,图2是图1的变矩器和转矩分配器1的具体实施方式。该具体实施方式是示例性的,并且是与本发明和图1所示的示意图一致的许多实施方式中的一种。如图2所示,可以由行星轮系190接收原动机输入108;且也可由变矩器136接收原动机输入108。具体地,原动机输入108可通过可设置在旋转壳体178上的驱动花键126连接到变矩器136。
[0029] 旋转壳体178将旋转转矩传递到叶轮102。叶轮102位于变矩器136内。可将叶轮102设置在叶轮毂176上。同样设置在变矩器136内的是涡轮106。可将旋转转矩从叶轮102流体动力地传递到涡轮106,并因此将其传递到涡轮毂134。旋转壳体178和/或其他部件可在整个结构中都支撑轴承上,如滚子轴承114等。涡轮毂134可包括连接到输出凸缘132的机械连接。将涡轮毂134连接到输出凸缘132的机械连接可以是任何类型的机械连接。如图2所示,机械连接的形式可以是输出凸缘132上的花键。因此,原动机输入108旋转变矩器136的旋转壳体178、叶轮102,旋转涡轮106和涡轮毂134,并使得转矩传递到输出凸缘132。
[0030] 如上所述,原动机输入108也由行星轮系190接收。在特定方面,可将原动机输入108直接接收到太阳齿轮118。太阳齿轮118可旋转一个或多个行星齿轮120。可将所述一个或多个行星齿轮120保持在行星齿轮架124中。所述一个或多个行星齿轮120可驱动齿圈116或由齿圈116驱动。因此,太阳齿轮118驱动所述一个或多个行星齿轮120,且所述一个或多个行星齿轮120可使行星齿轮架124旋转。因此,在行星轮系190和变矩器136之间划分的转矩在行星轮系190中重新结合,并且更具体地可以在行星齿轮架124中重新结合,传递到齿圈116并且通过输出轴112输出。
[0031] 变矩器136可包括设置在其中的定子104。定子104可包括自由轮离合器122,以允许定子104在一个方向上旋转并防止定子10在相反方向上旋转。自由轮离合器122的配置可提高变矩器136的效率。
[0032] 另外在图2中,涡轮毂134包括锁止离合器110。当锁止离合器110被激活时,旋转壳体178和叶轮102的旋转运动被机械锁定到涡轮106,使得涡轮106与叶轮102大致一致地旋转。
[0033] 在一个特定方面,锁止离合器110可包括设置在其中的一个或多个摩擦片130和一个或多个分离板138。所述一个或多个摩擦片130可与涡轮106或旋转壳体178一起旋转。所述一个或多个分离板138可与涡轮106或旋转壳体178中的另一个一起旋转。当锁止离合器110未被激活时,所述一个或多个摩擦片130和所述一个或多个分离板138可相对于彼此自由移动。当锁止离合器110被激活后,所述一个或多个分离板138和所述一个或多个摩擦片130彼此压靠在一起,使得它们不再相对于彼此自由地旋转。通过操作锁止活塞128可激活锁止离合器110。响应于来自沿着液压管路142施加的液压流体的加压源的加压液压流体的施加,可液压地激活或去激活锁止活塞128。
[0034] 类似于有关图1的本发明的操作,变矩器和转矩分配器100的操作可包括两种操作模式:起始或正常操作(其中,锁止离合器110未被激活);以及直接驱动模式(当锁止离合器110被激活)。更具体地,在起动或正常操作期间,来自原动机的动力或转矩利用变矩器136和关联的转矩倍增,其中,叶轮2转动并使转矩倍增以使涡轮106旋转。在直接驱动模式下,锁止离合器110被致动以机械地锁定变矩器136的叶轮102和涡轮106的旋转。因此,叶轮102和涡轮106以大致相同的速度旋转,从而基本上没有液力损失。
[0035] 类似于有关图1的本发明的操作,锁止离合器110的操作和激活可由专用硬件控制。专用硬件激活和去激活锁止离合器110可基于许多因素。这些因素可以包括以下中的一个或多个:原动机的每分钟转数(RPM)、动力、转矩、车速、车辆加速度、传动装置操作、车辆倾斜度、当前动力需求等等。
[0036] 结合转矩分配器198和变矩器136的采用锁止离合器110的变矩器和转矩分配器100的产生的操作,实现了更高的效率、更大的燃料经济性并且减小了液力损失。此外,锁定离合器110与转矩分配器198一起缩减了部件尺寸并且还降低生产成本。最后,本发明的带有锁止离合器110的变矩器和转矩分配器100适于与车辆一起使用。
[0037] 图5是根据本发明的变矩器和转矩分配器的另一示意图。具体地,图5示出了包括原动机输入308和变矩器输出312的变矩器和转矩分配器300。变矩器和转矩分配器300还包括划分来自变矩器和转矩分配器300内的原动机输入308的转矩的转矩分配器398。另外,图5示出了锁定变矩器和转矩分配器300的一个或多个旋转驱动部件的锁止离合器
310。更具体地,锁止离合器310与转矩分配器398一起提高了效率,提高了燃料经济性,并且减小了液力损失。此外,锁止离合器310与转矩分配器398一起使得部件尺寸缩减和生产成本降低。此外,带有锁止离合器310的变矩器和转矩分配器300适于与车辆一起使用。
[0038] 在一特定方面,锁止离合器310可被激活然后锁定变矩器和转矩分配器300的一个或多个旋转部件的旋转。如图5所示,锁止离合器310在被激活后锁定原动机输入308到变矩器输出312的旋转。因此,在锁止离合器310被激活后减小了变矩器336中产生的损耗。
[0039] 变矩器336包括叶轮302、定子304和涡轮306。叶轮302可结合原动机输入装置308如图5的示意图中所示的那样旋转。叶轮302的旋转可在变矩器336内产生流体动力联接并且因此使涡轮306旋转。定子304可置于叶轮302和涡轮306之间。定子304可确定且高效地改变涡轮306和叶轮302之间的流体流动。定子304可刚性地安装在变矩器336内。然而,在图5所示的方面中,定子304配置成在变矩器336内旋转。另外,定子304还可包括一种限制变矩器336内的旋转运动的机构。在图5所示的一个方面中,定子304可包括自由轮离合器322。自由轮离合器322可允许定子304在期望方向上的旋转并且防止定子304在相反方向上的旋转。
[0040] 转矩分配器398分离由原动机输入的原动机输入308的转矩。在图5所示的方面中,转矩分配器398分离叶轮302和行星轮系390之间的转矩。更具体地,将原动机输入308分离以产生叶轮输入转矩394和行星轮系输入转矩396。
[0041] 可将叶轮输入转矩394传递到叶轮302。叶轮302响应于叶轮输入转矩394而在变矩器336内旋转,并且与涡轮306流体动力地联接以使涡轮306旋转。涡轮306的旋转产生涡轮输出转矩392。然后可将涡轮输出转矩392输入到行星轮系390。
[0042] 当锁止离合器310被激活后,原动机输入308的旋转产生锁止离合器转矩387。可将锁止离合器转矩387输入并相应地连接到变矩器输出312。
[0043] 将行星轮系输入转矩396输入到行星轮系390。在行星轮系390内,涡轮输出转矩392和行星轮系输入转矩396合并,于是形成行星输出转矩388。行星输出转矩388在锁止离合器310被激活后与锁止离合器转矩387一起可形成变矩器输出312。另一方面,行星输出转矩388在锁止离合器310去激活后可形成变矩器输出312。这个形成的变矩器输出
312可在产生之后输入到传动装置。然后,变矩器输出312可用于驱动车辆的负载,被输入到车辆传动装置等等。
[0044] 在特定方面,行星轮系输入转矩396可被用于驱动行星轮系390的太阳齿轮318。行星轮系390可具有行星齿轮320。涡轮输出转矩392可用于驱动行星轮系390的行星齿轮架324。在行星轮系390内,行星轮系输入转矩396和涡轮输出转矩392可合并并且作为前述行星输出转矩388从行星齿轮架324输出。
[0045] 虽然结合行星轮系390描述转矩分配器398,但也可以考虑其他类型的转矩分配系统。此外,可以使用齿轮传动的其他配置和布置来实现行星轮系390的细节。
[0046] 类似于本文描述的其他方面,变矩器和转矩分配器300的操作可包括两种操作模式:起动或正常操作(其中,锁止离合器310未被激活);以及直接驱动模式(当锁止离合器310被激活)。更具体地,在起动或正常操作期间,来自原动机输入308的动力或转矩利用变矩器336和关联的转矩倍增,其中,叶轮302转动并使转矩倍增以使涡轮306旋转。在直接驱动模式下,锁止离合器310被致动以机械地锁定变矩器336的叶轮302和涡轮306的旋转。因此,叶轮302和涡轮306以大致相同的速度旋转,从而基本上没有液力损失。
[0047] 类似于上文所述,可通过专用硬件控制锁止离合器310的操作和激活。专用硬件激活和去激活锁止离合器310可基于许多因素。这些因素可以包括以下中的一个或多个:原动机的每分钟转数(RPM)、动力、转矩、车速、车辆加速度、传动装置操作、车辆倾斜度、当前动力需求等等。
[0048] 结合转矩分配器398和变矩器336的采用锁止离合器310的变矩器和转矩分配器300的产生的操作,实现了更高的效率、更大的燃料经济性并且减小了液力损失。此外,具有带有锁定离合器310的转矩分配器398的变矩器336可缩减部件的整体尺寸并且此外降低生产成本。最后,本发明的带有锁止离合器310的变矩器和转矩分配器300适于与运土和采矿机器一起使用。
[0049] 图6是根据本发明的各方面的变矩器和转矩分配器的另一个方面。具体地,图6示出了包括原动机输入408和变矩器输出412的变矩器和转矩分配器400。变矩器和转矩分配器400还包括划分来自变矩器和转矩分配器400内的原动机输入408的转矩的转矩分配器498。另外,图6示出了锁定变矩器和转矩分配器400的一个或多个旋转驱动部件的锁止离合器410。更具体地,锁止离合器410与转矩分配器498一起提高了效率,提高了燃料经济性,并且减小了液力损失。此外,锁止离合器410与转矩分配器498一起使得部件尺寸缩减和生产成本降低。此外,带有锁止离合器410的变矩器和转矩分配器400适于与车辆一起使用。
[0050] 在一特定方面,锁止离合器410可被激活然后锁定变矩器和转矩分配器400的一个或多个旋转部件的旋转。如图6所示,锁止离合器410在被激活后锁定原动机输入408到变矩器输出412的旋转。因此,在锁止离合器410被激活后减小了变矩器436中产生的损耗。
[0051] 变矩器436包括叶轮402、定子404和涡轮406。叶轮402可结合原动机输入装置408如图6的示意图中所示的那样旋转。叶轮402的旋转可在变矩器436内产生流体动力联接并且因此使涡轮306旋转。定子404可置于叶轮402和涡轮406之间。定子404可确定且高效地改变涡轮406和叶轮402之间的流体流动。定子404可刚性地安装在变矩器
436内。然而,定子404可可选地配置成在变矩器436内旋转和/或还可可选地包括限制变矩器436内的旋转运动的机构。
[0052] 转矩分配器498分离由原动机输入的原动机输入408的转矩。在图6所示的方面中,转矩分配器498分离叶轮402和行星轮系490之间的转矩。更具体地,将原动机输入408分离以产生叶轮输入转矩494和行星轮系输出转矩488。
[0053] 可将叶轮输入转矩494传递到叶轮402。叶轮402响应于叶轮输入转矩494而在变矩器436内旋转,并且与涡轮406流体动力地联接以使涡轮406旋转。涡轮406的旋转产生涡轮输出转矩492。具体地,涡轮输出转矩492可通过单向离合器480连接以将转矩提供到变矩器输出412。
[0054] 将行星轮系输入转矩496输入到行星轮系490。行星轮系490输出叶轮输入转矩494并且还输出行星轮系输出转矩488。原动机输入408还可通过锁止离合器410提供转矩。当锁止离合器410被激活后,变矩器和转矩分配器400产生锁止离合器转矩487。
[0055] 锁止离合器转矩487、行星轮系输出转矩488和涡轮输出转矩492的组合可合并,以形成变矩器输出412。这个形成的变矩器输出412可在产生之后输入到传动装置。然后变矩器输出412可用于驱动车辆的负载,被输入到车辆传动装置等等。
[0056] 在特定方面,行星轮系输入转矩496可被用于驱动行星轮系490的齿圈416。行星轮系490可包括行星齿轮420。行星轮系490的行星齿轮架424可输出叶轮输入转矩494。在行星轮系490内,太阳齿轮418可输出前述行星输出转矩488。
[0057] 虽然结合行星轮系490描述转矩分配器498,但也可以考虑其他类型的转矩分配系统。此外,可以使用齿轮传动的其他配置和布置来实现行星轮系490的细节。
[0058] 按照与上述类似的方式,变矩器和转矩分配器400可包括两种操作模式:起动或正常操作(其中,锁止离合器410未被激活);以及直接驱动模式(当锁止离合器410被激活)。更具体地,在起动或正常操作期间,来自原动机输入408的动力或转矩利用变矩器436和关联的转矩倍增,其中,叶轮402转动并使转矩倍增以使涡轮406旋转。在直接驱动模式下,锁止离合器410被致动以将原动机输入408机械地锁定到转矩器输出412。因此,基本上没有液力损失。
[0059] 另外,可通过专用硬件控制锁止离合器410的操作和激活。专用硬件激活和去激活锁止离合器410可基于许多因素。这些因素可以包括以下中的一个或多个:原动机的每分钟转数(RPM)、动力、转矩、车速、车辆加速度、传动装置操作、车辆倾斜度、当前动力需求等等。
[0060] 结合转矩分配器498和变矩器436的采用锁止离合器410的变矩器和转矩分配器400的产生的操作,实现了更高的效率、更大的燃料经济性并且减小了液力损失。此外,带锁定离合器410的具有转矩分配器498的变矩器436可缩减部件的整体尺寸并且还降低生产成本。最后,本发明的带有锁止离合器410的变矩器和转矩分配器400适于与运土和采矿机器一起使用。
[0062] 本发明作为具有转矩分配器的变矩器普遍适用于许多类型的非公路车辆,诸如例如与诸如采矿、建筑、农业、运输等工业相关的机器。例如,车辆可以是运土机器,例如履带拖拉机、履带式装载机、轮式装载机、挖掘机、自动倾卸卡车、反铲挖土机、自动平地机、材料输送器等。另外,一个或多个器具可连接到车辆,所述车辆可用于多种任务,包括例如刷涂、压实、平地面、提升、装载、翻耕、疏土,并且车辆包括例如螺旋钻、刀片、锤/断路器、刷子、铲斗、压实器、切割器、叉式提升装置、平地机钻头和钻头、抓斗、板、松土机、松土耙、剪切机、扫机、挡雪翼板等。
[0063] 此外,根据本发明的许多实施例,本文所述的方法意欲与专用硬件实现一起操作,所述专用硬件实现包括但不限于个人电脑(PC)、个人数字助理(PDA)、半导体、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、计算装置以及配置成实现本文描述的方法的其它硬件装置。
[0064] 还应该注意到,硬件实现可包括可选地被存储在有形的存储介质上的软件实现,所述有形的存储介质例如磁介质(例如磁盘或磁带)、磁光或光学介质(诸如磁盘)或固态介质(诸如记忆卡片或其他程序包),所述固态介质容纳一个或多个只读(非易失性)存储器随机存取存储器或其他可重写(易失性)存储器。附到电子邮件或其他自包含信息文档或者文档集的数字文件被认为是等同于有形的存储介质的分布式介质。因此,本发明被认为包括有形的存储介质或分布式介质,如上面列出的且包括本领域公知的等同物和将来出现的介质,在这些介质中存储有软件实现。
[0065] 本发明的许多特征和优点从详细的说明书中显而易见,并且因此所附的权利要求书意欲覆盖落入本发明的真实精神和范围内的本发明的所有这样的特征和优点。此外,由于本领域的技术人员容易想到多种改进和变型,所以不希望将本发明限制到所示和所述的确切构造和操作,并且因此,所有适当的修改和等同物可被认为落入本发明的保护范围内。