一种液力起步缓速一体化传动总成

本发明涉及车辆动力传动及辅助制动，具体为一种液力起步缓速一体化传动总成。

背景技术：

1、随着商用车辆、工程车辆及重载车辆对起步平顺性、传动效率和持续制动能力要求的提高，车辆传动系统通常需要具备液力起步、机械直驱和辅助缓速功能。液力起步能够减小起步冲击，机械直驱能够降低液力滑差损失，液力缓速能够降低行车制动器的热负荷和摩擦磨损。现有技术中，液力起步装置和液力缓速装置分别设置时，存在零部件数量较多、结构复杂及占用空间较大的问题。部分集成式装置虽然能够共用液力工作部件，但仍需协调机械直驱机构、叶轮固定机构和单向传动机构，以避免不同动力传递路径相互干涉。

2、此外，在机械直驱等非液力工作状态下，即使液力工作腔处于低充液或排液状态，相对设置的两个叶轮之间仍可能产生气流扰动、残余工作介质搅动和空转拖曳损失。因此，如何利用同一组液力叶轮在液力起步和液力缓速之间实现功能切换，并协调机械直驱路径、输出侧叶轮固定路径及单向传动路径，在避免不同动力路径刚性干涉的同时降低非液力工作状态下的空转拖曳损失，是本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种液力起步缓速一体化传动总成，包括壳体、输入轴、输出轴、联轴器、第一湿式离合器、第一湿式离合器主动端固定连接壳、输入侧叶轮滑动连接套、输入侧叶轮、输出侧叶轮、空转损失抑制回位弹簧、单向离合器以及第二湿式制动器；

4、所述第一湿式离合器包括与输入轴连接的第一湿式离合器主动端和通过联轴器与输出轴连接的第一湿式离合器从动端，所述第一湿式离合器用于选择性地接通或断开输入轴与输出轴之间的机械直驱动力传递路径；

5、所述第一湿式离合器主动端固定连接壳与第一湿式离合器主动端固定连接，并通过输入侧叶轮滑动连接套与输入侧叶轮传动连接，所述输入侧叶轮滑动连接套用于在第一湿式离合器主动端固定连接壳与输入侧叶轮之间传递周向转矩，并允许输入侧叶轮沿靠近或远离输出侧叶轮的方向轴向移动，且轴向移动连接限制所述输入侧叶轮相对于所述第一湿式离合器主动端固定连接壳发生周向相对转动；所述输入侧叶轮与输出侧叶轮沿轴向相对设置，并在输入侧叶轮与输出侧叶轮之间形成用于容纳工作介质的液力工作腔；所述空转损失抑制回位弹簧作用于输入侧叶轮或输入侧叶轮滑动连接套，并向输入侧叶轮施加沿远离输出侧叶轮方向的弹性作用力；

6、所述第二湿式制动器包括与输出侧叶轮连接的第二湿式制动器旋转端和与壳体固定连接的第二湿式制动器固定端，所述第二湿式制动器用于选择性地将输出侧叶轮固定于壳体；所述第二湿式制动器旋转端还通过单向离合器与输出轴传动连接，所述单向离合器用于将输出侧叶轮沿动力输出方向的转矩传递至输出轴，并阻断输出轴向输出侧叶轮传递反向转矩；

7、所述输入侧叶轮和所述输出侧叶轮为液力起步状态和液力缓速状态共用的一组叶轮，所述输出侧叶轮在液力起步状态下作为接收所述输入侧叶轮所传递液力转矩的从动叶轮，并经所述第二湿式制动器旋转端和处于锁止状态的所述单向离合器向所述输出轴传递转矩；在机械直驱状态下，所述第一湿式离合器建立所述输入轴与所述输出轴之间的机械直驱动力传递路径，所述液力工作腔处于低充液状态或排液状态，所述空转损失抑制回位弹簧使所述输入侧叶轮沿远离所述输出侧叶轮的方向移动，且所述单向离合器处于超越状态；在液力缓速状态下，所述输出轴经所述联轴器和所述第一湿式离合器反向带动所述输入侧叶轮旋转，所述第二湿式制动器将所述输出侧叶轮固定于所述壳体，使所述输出侧叶轮作为固定反力叶轮，且所述单向离合器处于超越状态，以断开所述输出轴与被固定的所述输出侧叶轮之间的刚性转矩传递。

8、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述壳体包括沿轴向依次连接的前壳体、中壳体和后壳体，所述前壳体、所述中壳体和所述后壳体共同形成容纳空间；所述输入轴和所述第一湿式离合器的至少部分构件设置于所述前壳体内，所述输入侧叶轮和所述输出侧叶轮设置于所述中壳体内，所述第二湿式制动器、所述单向离合器和所述输出轴的至少部分构件设置于所述后壳体内；

9、所述输入轴通过输入端支承轴承可转动地支承于所述前壳体，所述输出轴通过输出端支承轴承可转动地支承于所述后壳体，所述输入侧叶轮通过输入侧叶轮支承轴承进行支承，所述输出侧叶轮通过输出侧叶轮支承轴承进行支承。

10、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述第一湿式离合器还包括第一湿式离合器液压活塞和第一湿式离合器回位弹簧；所述第一湿式离合器液压活塞能够沿轴向移动，以推动所述第一湿式离合器主动端和所述第一湿式离合器从动端相互压紧并结合；所述第一湿式离合器回位弹簧作用于所述第一湿式离合器液压活塞，以在作用于所述第一湿式离合器液压活塞的液压压力解除后推动所述第一湿式离合器液压活塞复位，使所述第一湿式离合器主动端与所述第一湿式离合器从动端分离。

11、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述第二湿式制动器还包括第二湿式制动器液压活塞和第二湿式制动器回位弹簧；所述第二湿式制动器液压活塞能够沿轴向移动，以推动所述第二湿式制动器旋转端和所述第二湿式制动器固定端相互压紧并结合；所述第二湿式制动器回位弹簧作用于所述第二湿式制动器液压活塞，以在作用于所述第二湿式制动器液压活塞的液压压力解除后推动所述第二湿式制动器液压活塞复位，使所述第二湿式制动器旋转端与所述第二湿式制动器固定端分离。

12、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述输入侧叶轮滑动连接套与所述输入侧叶轮连接，并与所述第一湿式离合器主动端固定连接壳形成轴向滑动连接；所述轴向滑动连接限制所述输入侧叶轮相对于所述第一湿式离合器主动端固定连接壳发生周向相对转动，并允许所述输入侧叶轮沿靠近或远离所述输出侧叶轮的方向移动；

13、所述输入侧叶轮具有靠近所述输出侧叶轮的工作位置和远离所述输出侧叶轮的分离位置；所述输入侧叶轮处于所述工作位置时，所述输入侧叶轮与所述输出侧叶轮之间形成液力循环流道；所述输入侧叶轮处于所述分离位置时，所述输入侧叶轮与所述输出侧叶轮之间的轴向距离大于所述输入侧叶轮处于所述工作位置时二者之间的轴向距离；

14、当所述液力工作腔处于低充液状态或排液状态时，所述空转损失抑制回位弹簧使所述输入侧叶轮向所述分离位置移动，以增大所述输入侧叶轮与所述输出侧叶轮之间的轴向距离。

15、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述传动总成能够选择性地工作于液力起步状态、机械直驱状态或液力缓速状态；在所述液力起步状态下，所述第一湿式离合器和所述第二湿式制动器均处于分离状态，所述液力工作腔处于充液状态，所述输入侧叶轮通过所述工作介质驱动所述输出侧叶轮旋转，所述输出侧叶轮通过所述第二湿式制动器旋转端和处于锁止状态的所述单向离合器驱动所述输出轴旋转；

16、在所述机械直驱状态下，所述第一湿式离合器处于结合状态，所述第二湿式制动器处于分离状态，所述输入轴依次通过所述第一湿式离合器和所述联轴器驱动所述输出轴旋转；所述液力工作腔处于低充液状态或排液状态，所述输入侧叶轮在所述空转损失抑制回位弹簧的作用下沿远离所述输出侧叶轮的方向移动，所述单向离合器处于超越状态。

17、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，在所述液力缓速状态下，所述第一湿式离合器和所述第二湿式制动器均处于结合状态，所述输出轴依次通过所述联轴器、所述第一湿式离合器从动端、所述第一湿式离合器主动端、所述第一湿式离合器主动端固定连接壳和所述输入侧叶轮滑动连接套带动所述输入侧叶轮旋转；所述第二湿式制动器将所述输出侧叶轮固定于所述壳体，所述输入侧叶轮驱动所述液力工作腔内的工作介质循环流动，以产生作用于所述输入侧叶轮并经所述第一湿式离合器和所述联轴器传递至所述输出轴的液力缓速转矩；所述单向离合器处于超越状态，以断开所述输出轴与被固定的所述输出侧叶轮之间的刚性转矩传递。

18、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，当所述输出侧叶轮沿动力输出方向驱动所述输出轴时，所述单向离合器处于锁止状态，以将所述输出侧叶轮的转矩传递至所述输出轴；当所述输出轴的转速高于所述输出侧叶轮的转速，或者所述输出轴具有反向拖动所述输出侧叶轮的趋势时，所述单向离合器处于超越状态，以阻断由所述输出轴向所述输出侧叶轮传递的反向转矩。

19、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述第一湿式离合器主动端和所述第一湿式离合器从动端分别包括沿轴向相间设置的摩擦传力构件；所述第二湿式制动器旋转端和所述第二湿式制动器固定端分别包括沿轴向相间设置的摩擦制动构件。

20、作为本发明所述的一种液力起步缓速一体化传动总成的一种优选方案，其中，所述传动总成由所述液力起步状态向所述机械直驱状态切换时，所述第一湿式离合器由分离状态切换至结合状态，所述第二湿式制动器保持分离状态，所述单向离合器由锁止状态进入超越状态，所述液力工作腔由充液状态进入低充液状态，所述空转损失抑制回位弹簧使所述输入侧叶轮沿远离所述输出侧叶轮的方向移动至所述分离位置；所述传动总成退出所述液力缓速状态时，所述第二湿式制动器由结合状态切换至分离状态，以解除对所述输出侧叶轮的固定，且所述液力工作腔进入低充液状态后，所述空转损失抑制回位弹簧使所述输入侧叶轮沿远离所述输出侧叶轮的方向移动至所述分离位置。

21、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

22、本发明通过第一湿式离合器、第二湿式制动器和单向离合器在不同工作状态下的配合，使同一组输入侧叶轮和输出侧叶轮在液力起步状态下承担液力传动功能，在液力缓速状态下由输出侧叶轮切换为固定反力叶轮并形成液力缓速，同时在机械直驱状态下由第一湿式离合器建立输入轴与输出轴之间的机械直驱路径，从而在同一传动总成内实现液力起步、机械直驱和液力缓速功能，减少零部件数量并提高结构紧凑性和系统集成度。

23、本发明在液力起步状态下通过工作介质传递转矩，使输入轴与输出轴之间允许存在转速差，从而缓冲车辆起步过程中的传动冲击，提高车辆起步的平顺性。

24、本发明在机械直驱状态下通过第一湿式离合器建立输入轴与输出轴之间的机械直驱动力传递路径，能够减少持续采用液力传动产生的滑差损失和工作介质温升，提高正常行驶状态下的传动效率。

25、本发明在液力缓速状态下通过第一湿式离合器使输出轴反拖输入侧叶轮旋转，并通过第二湿式制动器将输出侧叶轮固定于壳体，使车辆传动系统的机械能经液力工作腔转化为工作介质的热能，从而产生持续的液力缓速转矩，降低车辆行车制动器的热负荷和摩擦磨损。

26、本发明通过输入侧叶轮滑动连接套使输入侧叶轮在保持周向转矩传递的同时能够沿轴向移动，并通过空转损失抑制回位弹簧在液力工作腔处于低充液状态或排液状态时增大两个叶轮之间的轴向距离，从而降低气流扰动、残余工作介质搅动和空转拖曳损失。

27、本发明通过单向离合器在液力起步状态下锁止并传递转矩，在机械直驱状态和液力缓速状态下进入超越状态，能够避免输出轴反向拖动输出侧叶轮，并防止液力缓速状态下输出轴与被固定的输出侧叶轮形成刚性锁止。