本公開涉及一種變矩器。更具體地，本公開涉及一種能夠冷卻其中存在的離合器組件的變矩器。

背景技術(shù)：

眾所周知，運(yùn)土機(jī)一直采用變矩器與它們的發(fā)動機(jī)協(xié)作。這些變矩器通常包含具有幾組離合器片和/或摩擦片在內(nèi)的葉輪離合器。這些葉輪離合器通常配置用于實(shí)現(xiàn)存在于變矩器中的葉輪和渦輪之間的選擇性接合。然而，這些葉輪離合器也有在操作過程中升溫的傾向，即，當(dāng)在機(jī)器操作過程中將葉輪與渦輪多次接合和分離時(shí)。盡管包括葉輪離合器在內(nèi)的變矩器的各個(gè)零件可經(jīng)由變矩器機(jī)體通過自然對流過程進(jìn)行散熱，但熱對流速度的波動仍然會影響到葉輪離合器的冷卻量。在使用一段時(shí)間和長時(shí)間使用后，葉輪離合器可能會受到過早磨損，甚至可能無法正常運(yùn)行。

美國公開號2014/0174876公開了一種變矩器離合器冷卻系統(tǒng)，其包括限定在驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動輪轂和從動構(gòu)件的離合器輪轂之間的離合器殼體，以及安裝在離合器殼體中的離合器組件。離合器輪轂包括具有多個(gè)貫通其中的孔的輪轂板、從輪轂板軸向延伸的內(nèi)環(huán)以及從輪轂板軸向延伸的外環(huán)，該外環(huán)包括多個(gè)貫通其中的徑向孔口以及從遠(yuǎn)端朝向內(nèi)環(huán)延伸的唇部凸緣。離合器組件包括固定至驅(qū)動輪轂的多個(gè)離合器片以及固定至從動構(gòu)件的多個(gè)摩擦片?；钊M件提供用于使得多個(gè)摩擦片與離合器片接合或脫離來開始或終止驅(qū)動構(gòu)件和從動構(gòu)件的整體旋轉(zhuǎn)。

然而，變矩器的制造商不斷研發(fā)新方法和/或策略來冷卻與變矩器相關(guān)聯(lián)的葉輪離合器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本公開的一個(gè)方面，變矩器包括殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的葉輪外殼。葉輪外殼具有后壁，以及多個(gè)徑向布置且從后壁向外延伸的葉片。變矩器進(jìn)一步包括剛性聯(lián)接至葉輪外殼后壁的背襯輪轂。背襯輪轂具有從其延伸的阻擋元件。阻擋元件的自由端靠近殼體設(shè)置以限制流體在其間流動。

在本公開的另一方面，變矩器包括殼體。殼體包括鄰近葉輪外殼設(shè)置的第一部分，葉輪外殼至少部分地設(shè)置在殼體的第一部分內(nèi)，其中葉輪外殼具有后壁，以及多個(gè)徑向布置且從后壁向外延伸的葉片。殼體進(jìn)一步包括與第一部分隔開的第二部分，以及設(shè)置在第一部分和第二部分之間并剛性聯(lián)接至第一部分和第二部分的第三部分。

變矩器進(jìn)一步包括剛性聯(lián)接至葉輪外殼后壁的背襯輪轂。背襯輪轂包括阻擋元件，阻擋元件從背襯輪轂向外延伸使得阻擋元件的自由端靠近殼體的第三部分的內(nèi)表面設(shè)置。背襯輪轂進(jìn)一步包括朝向殼體的第二部分部分橫向延伸的突出構(gòu)件，其中突出構(gòu)件、殼體的第二部分和殼體的第三部分配置成相互限定第一外凹腔。變矩器進(jìn)一步包括設(shè)置在第一外凹腔中的離合器組件，其中阻擋元件配置成保持流向離合器組件的增加的流體質(zhì)量流率。

在本公開的又一方面，一種用于冷卻變矩器的離合器組件的方法，該變矩器具有殼體以及設(shè)置在殼體內(nèi)的葉輪外殼。該方法包括限定多個(gè)徑向向外的葉片從葉輪外殼的后壁延伸；將背襯輪轂聯(lián)接至葉輪外殼的后壁；將阻擋元件設(shè)置在葉輪外殼、殼體與背襯輪轂之間，使得阻擋元件配置成限制流體在其間流動。

通過以下的說明和附圖，本公開的其它特征和方面將顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施例的變矩器的組裝視圖；

圖2是根據(jù)本公開的實(shí)施例的沿著截面線A-B和A-B’截取的變矩器的截面透視圖；

圖3是根據(jù)本公開的實(shí)施例的局部分解配置形式的來自圖2的變矩器的透視圖，并且示出了區(qū)域D的放大視圖；

圖4是處于組裝配置中的來自圖3的區(qū)域D的正交視圖；及

圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于冷卻變矩器的離合器組件的方法。

具體實(shí)施方式

如果可能，在所有附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記來指示相同或類似的零件。此外，當(dāng)存在不止一個(gè)相同類型的元件時(shí)，單獨(dú)地或共同地對本文所描述的各種元件進(jìn)行引用。然而，這些引用在本質(zhì)上僅是示例性的。應(yīng)該注意，以單數(shù)形式對元件的引用應(yīng)理解為與復(fù)數(shù)相關(guān)，反之亦然，而不會將本公開的范圍限制到這種元件的具體數(shù)量或類型，除非在所附權(quán)利要求書中明確說明。

圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的變矩器100。本文所公開的變矩器100可以用于移動機(jī)器中，例如在各種應(yīng)用中(包括但不限于，采礦、采石、筑路、整地等等)通常采用的輪式車輛。例如，機(jī)器可以以輪式裝載機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)，該輪式裝載機(jī)用于搬運(yùn)土料，諸如，土壤、巖屑、原木或其它來自工地的自然生成沉積物。盡管本文公開了輪式裝載機(jī)，但其它類型的移動機(jī)器(諸如但不限于，采礦卡車、越野卡車、鉸接式卡車、公路卡車、及類似車輛)可以用來替代該輪式裝載機(jī)。

在本公開的可選實(shí)施例中，機(jī)器可以可選地以手動操作的機(jī)器、自主機(jī)器或可以手動和自主模式操作的機(jī)器的形式實(shí)現(xiàn)。因此，盡管本文件中公開了機(jī)器的任何特定類型或配置，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本文所公開的系統(tǒng)和方法可以類似地適用于本領(lǐng)域已知的許多其它類型的機(jī)器而不背離本公開的精神。

參照圖1，變矩器100包括殼體102。殼體102包括第一部分104、第二部分106和第三部分108。第一部分104和第二部分106彼此間隔開，且第三部分108介于第一部分104和第二部分106之間。通過使用一系列螺栓110，第一部分104、第二部分106和第三部分108彼此剛性聯(lián)接。

雖然殼體102在本文公開為由使用螺栓110彼此剛性聯(lián)接的第一部分104、第二部分106和第三部分108組成，本文公開的殼體102的這種具體配置在本質(zhì)上僅是示例性的且因此不對本公開進(jìn)行限制。應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可有益地考慮使用本領(lǐng)域已知的各種其它配置的殼體來容易地實(shí)施本公開的實(shí)施例。例如，本公開的變矩器100可以可選地配置成具有單件殼體，即表現(xiàn)出整體結(jié)構(gòu)的殼體，或雙件殼體，即具有第一部分和相鄰放置第二部分的殼體，所述第一部分和第二部分彼此剛性聯(lián)接以在其間限定單個(gè)分型線。因此，盡管本文件中包含的任何內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)注意的是，本文公開的殼體102的具體配置僅是舉例說明，而不應(yīng)視為限制本公開。

如圖1中所示，變矩器100包括輸入齒輪112，用于聯(lián)接至原動機(jī)，諸如例如發(fā)動機(jī)(未示出)。本文所公開的發(fā)動機(jī)可以配置成通過自然資源(諸如汽油、液化天然氣或其它石油產(chǎn)品)的燃燒來為機(jī)器提供動力。因而，發(fā)動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)為汽油發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、雙燃料發(fā)動機(jī)或任何其它類型的利用燃料燃燒來產(chǎn)生動力的發(fā)動機(jī)?？蛇x地，原動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)為電動機(jī)(未示出)的形式。變矩器100還可包括軸114，在軸114的一端118剛性地支承著軛116。軛116與軸114因此能夠連接機(jī)器的變速系統(tǒng)(未示出)，例如機(jī)器的無級變速器(CVT)或自動變速系統(tǒng)。

現(xiàn)在參照圖2至圖4，變矩器100進(jìn)一步包括葉輪外殼120。殼體102的第一部分104鄰近葉輪外殼120設(shè)置。因而，葉輪外殼120至少部分地設(shè)置在殼體102的第一部分104內(nèi)。葉輪外殼120具有后壁122以及多個(gè)徑向布置且從后壁122向外延伸的葉片124，如在圖3的放大視圖中清楚地所示出。

變矩器100進(jìn)一步包括背襯輪轂126，背襯輪轂126剛性地聯(lián)接至葉輪外殼120的后壁122。背襯輪轂126包括阻擋元件128，阻擋元件128從背襯輪轂126向外延伸，使得阻擋元件128的自由端130靠近殼體102的第三部分108的內(nèi)表面132設(shè)置。然而，阻擋元件128的自由端130和殼體102的第三部分108的內(nèi)表面132配置成相互限定其間的小間隙G1。

背襯輪轂126進(jìn)一步包括突出構(gòu)件134，突出構(gòu)件134朝向殼體102的第二部分106部分地橫向延伸。突出構(gòu)件134、殼體102的第二部分106以及殼體102的第三部分108配置成相互限定第一外凹腔136。變矩器100進(jìn)一步包括設(shè)置在第一外凹腔136中的離合器組件138。出于本公開的目的，本文所公開的離合器組件138可視為葉輪離合器。

在圖2至圖4說明的實(shí)施例中，突出構(gòu)件134以及殼體102的第二部分106的內(nèi)部分140配置成相互限定第二內(nèi)凹腔137，第二內(nèi)凹腔137相對于第一外凹腔136向內(nèi)設(shè)置。第二內(nèi)凹腔137設(shè)置成與第一外凹腔136流體連通。此外，在圖2至圖4說明的實(shí)施例中，殼體102的第二部分106配置成限定穿過其中的管道142。管道142設(shè)置成分別與第一內(nèi)凹腔與第二外凹腔流體連通。

雖然本文公開管道142單獨(dú)限定在殼體102的第二部分106中，管道142的位置本質(zhì)上僅是示例性的并因此不對本公開進(jìn)行限制。本文所公開的管道142可以可選地使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的變矩器100的其它結(jié)構(gòu)和/或部件進(jìn)行限定，從而設(shè)置成與第一內(nèi)凹腔與第二外凹腔流體連通。

在變矩器100操作期間，管道142可將流體(通常是用于給定應(yīng)用的具體等級油)導(dǎo)流到變矩器100的環(huán)面144中。為了本公開的目的，本文所公開的環(huán)面144可視為包括葉輪芯146、渦輪芯148以及定子150，它們相對定位在圖2所示實(shí)施例中示出的配置中。

本文所公開的離合器組件138包括多個(gè)摩擦盤152以及對應(yīng)鋼盤154，它們相互交替布置。此外，離合器組件138進(jìn)一步包括活塞元件156，活塞元件156在機(jī)器高速操作期間可致動鋼片以及摩擦片，使例如發(fā)動機(jī)(未示出)的原動機(jī)與葉輪芯146接合。

在本公開的各個(gè)實(shí)施例中，阻擋元件128配置成保持流向離合器組件138的增加的流體質(zhì)量流率。隨著阻擋元件128的自由端130靠近殼體102的第三部分108的內(nèi)表面132設(shè)置并與其限定小間隙G1，由管道142提供的流體(油)移動進(jìn)入第二內(nèi)凹腔137，隨后經(jīng)推動流入離合器組件138定位在其中的第一外凹腔136。阻擋元件128也有助于防止該流體快速離開第一外凹腔136和/或第二內(nèi)凹腔137，并防止其流向葉輪外殼120的后壁122。

此外，從葉輪外殼120的后壁122徑向凸出的葉片124配置成可操作地增加施加到存在于背襯輪轂126和葉輪外殼120的后壁122之間的流體的背壓。因此，這些葉片124可進(jìn)一步協(xié)助阻擋元件128以推動增加量的流體從管道142流至離合器組件138定位在其中的第一外凹腔136。

在變矩器100操作期間，來自管道142的流體可分別進(jìn)入第二內(nèi)凹腔137和第一外凹腔136中。當(dāng)間隙G1為流體從第一外凹腔136和/或第二內(nèi)凹腔137朝向葉輪外殼120的后壁122的流動提供阻力時(shí)，通過可操作地增加施加到已經(jīng)存在于背襯輪轂126和葉輪外殼120的后壁122之間的流體的背壓，葉片124可進(jìn)一步增加流體從第一外凹腔136和/或第二內(nèi)凹腔137朝向葉輪外殼120的后壁122的流動的阻力。這隨后導(dǎo)致由管道142提供的流體從第二內(nèi)凹腔137以較小阻力流至第一外凹腔136。這個(gè)對于流體流動減小的阻力可因此幫助流體從第二內(nèi)凹腔137輕易地流向存在于第一外凹腔136中的離合器組件138，并在離合器組件138上實(shí)現(xiàn)潤滑和冷卻功能。

因此，在本文所公開的各個(gè)實(shí)施例中，因此可以設(shè)想，隨著從凹腔136、137朝向葉輪外殼120的后壁122的具有限制速率的流體的流動，流體經(jīng)推動繞過阻擋元件128，并因此可輕易地從第二內(nèi)凹腔137移動進(jìn)入離合器組件138定位在其中的第一外凹腔136。這種從第二內(nèi)凹腔137到第一外凹腔136的容易的和/或增加的流體流動可因此在變矩器100操作期間幫助潤滑和冷卻離合器組件138。從而，可防止離合器組件138的快速磨損，并且離合器組件138的使用壽命可以延長至其額定使用壽命。

本文所公開的各個(gè)實(shí)施例的采用是出于說明性和解釋性的意義，并且絕不應(yīng)視為對本公開進(jìn)行限制。所有連接參考(例如，附接、固定、聯(lián)接、接合、連接等等)僅用于幫助讀者理解本公開，并且不會產(chǎn)生任何限制，特別是對位置、方向或本文所公開系統(tǒng)和/或方法使用的限制。因此，如果有的話，連接參考可進(jìn)行廣義地解釋。此外，這種連接參考不一定是指兩個(gè)元件直接互相相連。

此外，所有的數(shù)值術(shù)語，諸如但不限于，“第一”、“第二”、“第三”或任何其它普通和/或數(shù)值術(shù)語，也應(yīng)僅作為標(biāo)識符，以協(xié)助讀者理解本公開的各種元件、實(shí)施例、變型和/或修改，并且不會產(chǎn)生任何限制，特別是對任何相對于或超過另一種元件、實(shí)施例、變型和/或修改的任何元件、實(shí)施例、變型和/或修改的順序或優(yōu)先不會產(chǎn)生任何限制。

可以理解的是，可以把一個(gè)實(shí)施例的所示和所述的單獨(dú)特征與另一個(gè)實(shí)施例的所示和所述的單獨(dú)特征相結(jié)合。上述實(shí)施方式并不以任何方式限制本公開的范圍。因此，可以理解的是，雖然一些特征經(jīng)示出或描述以在功能性片段的情況下說明本公開的用途，這樣的特征可從本公開的范圍中省略，而不背離如所附權(quán)利要求書中限定的本公開的精神。

工業(yè)實(shí)用性

圖5示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的用于冷卻變矩器100的離合器組件138的方法500。在步驟502處，方法500包括限定多個(gè)徑向向外的葉片124從葉輪外殼120的后壁122延伸。如上文實(shí)施例中所公開的，這些徑向向外的葉片124配置成可操作地增加施加到阻擋元件128和殼體102內(nèi)表面之間的流體流動的背壓。

在步驟504處，方法500進(jìn)一步包括將背襯輪轂126聯(lián)接至葉輪外殼120的后壁122。在此實(shí)施例中，方法500還包括在背襯輪轂126和殼體102之間限定第一外凹腔，用于將離合器組件138定位在第一外凹腔內(nèi)。

在步驟506處，方法500進(jìn)一步包括將阻擋元件128定位在葉輪外殼120、殼體102和背襯輪轂126之間，使得阻擋元件128配置成限制流體在其間流動。如上文實(shí)施例所公開的，阻擋元件128的自由端130靠近殼體102的第三部分108的內(nèi)表面132設(shè)置，使得阻擋元件128配置成保持流向設(shè)置在第一外凹腔內(nèi)的離合器組件138的增加的流體質(zhì)量流率。

可選地或附加地，在本公開的一個(gè)實(shí)施例中，方法500可進(jìn)一步包括選擇葉輪外殼120的尺寸，使得限定在葉輪外殼120的圓周表面158和殼體102的第一部分104的內(nèi)表面160之間的間隙G2最佳化，以便進(jìn)一步控制從葉輪外殼120的后壁122流至環(huán)面144的流體流率。從葉輪外殼120的后壁122流至所述環(huán)面144的流體流率的優(yōu)化控制可進(jìn)一步增強(qiáng)保持在第一外凹腔136和第二內(nèi)凹腔137處的流體，從而確保離合器組件138處有足夠體積的流體，用于冷卻和潤滑離合器組件138。

本公開的實(shí)施例適合用于并實(shí)現(xiàn)對變矩器的離合器組件進(jìn)行冷卻和潤滑。當(dāng)在變矩器中實(shí)施時(shí)，本公開的實(shí)施例能夠有助于避免操作期間相關(guān)離合器組件過熱并防止離合器組件很快磨損。另外，本公開的實(shí)施例能夠有助于制造商和保修人員減少先前頻繁更換磨損的變矩器離合器組件而損耗的時(shí)間、成本和精力。

雖然已經(jīng)特別參照以上實(shí)施例示出并描述了本公開的各個(gè)方面，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離公開內(nèi)容的精神和保護(hù)范圍的情況下，可以通過修改所公開的機(jī)器、系統(tǒng)、方法和過程設(shè)想到各種附加實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施例應(yīng)落入根據(jù)權(quán)利要求書及其等同物所確定的本公開的范圍。