DE60021984T2

DE60021984T2 - Momentwandler

Info

Publication number: DE60021984T2
Application number: DE60021984T
Authority: DE
Inventors: Hiroya Wako-shi Abe; Masatoshi Wako-shi Sakato; Tetsurou Wako-shi Maruyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: CA2323408C; JP2001141026A; DE60021984D1; EP1099879A3; EP1099879A2; US6447246B1; EP1099879B1; CA2323408A1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentwandler umfassend ein Flügelradelement, ein Turbinenelement und ein Statorelement sowie einen durch diese drei Elemente gebildeten Fluiddurchflussweg, der eine in eine elliptische oder flache Anordnung geformten Querschnitt aufweist, in welchem die axiale Breite kleiner ist als die diametrale Länge, wie es in der DE 42 02 810 A offenbart ist und dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Beim Zusammenbau eines Drehmomentwandlers wird eine Durchflussweg durch ein Flügelradelement, ein Turbinenelement und eine Statorelement für die Zirkulation von Öl gebildet. Das Flügelradelement wird vom Motor angetrieben, um sich zu drehen, um so einen Fluss von Öl über die Flügel des Flügelradelements zu erzeugen, sodass der so erzeugte Ölfluss gegen die Turbinenschaufeln prallt, um dadurch das Turbinenelement zu drehen. Dann wird der aus der Turbine austretende Ölfluss in das Flügelradelement geströmt, während der Ölfluss von den Schaufeln des Statorelements abgelenkt wird, wodurch die Drehantriebskraft vom Flügelradelement auf das Turbinenelement übertragen wird. Es ist bekannt, einen in eine toridale mit kreisförmigem Querschnitt gebildeten internen Fluiddurchflussweg als internen Flussweg eines wie oben beschriebenen Drehmomentwandlers zu verwenden. Zusätzlich ist ebenso ein toridaler Flussweg bekannt, der einen abgeflachten kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist. Somit wird im Folgenden auf einen Drehmomentwandler mit einem Flussweg kreisförmigen Querschnitts als ein Drehmomentwandler mit kreisförmigem Querschnitt Bezug genommen, während auf einen Drehmomentwandler mit einem Flussweg flachen Querschnitts als ein Drehmomentwandler mit flachem Querschnitt Bezug genommen wird.
Während der Drehmomentwandler flachen Querschnitts vorteilhaft ist in dass die axiale Abmessung verringert werden kann, hat er einen Nachteil, dass das Fluid dazu neigt, aufgrund seines flachen Flusswegs nicht gleichmäßig im Inneren zu fließen, was zu einem Risiko führt, das die Leistung des Drehmomentwandlers verschlechtert. Um dem entgegenzuwirken, sind herkömmlich Vorschläge bekannt, Drehmomentwandler bereitzustellen, die so flach wie möglich ausgebildet sind, ohne die Leistung des Drehmomentwandlers zu verschlechtern, wie z.B die Drehmomentabsorptionsfähigkeit und die Übertragungseffizienz, von denen einige z.B. in der JP-B-57-37791 und JP-A-4-254043 offenbart sind.
Hier ist es vorteilhaft, einen flachen Drehmomentwandler zu haben, um nicht nur die axialen Abmessungen des Drehmomentwandlers zu verringern, sondern auch sein Gewicht und seine Herstellungskosten zu verringern. Darüber hinaus erleichtert die Verringerung der axialen Abmessungen eines Drehmomentwandlers die Realisierung eine Stufengetriebes, das mit dem Drehmomentwandler verbunden ist, wodurch es möglich gemacht wird, auch eine bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erhalten. Zu diesem Zweck sind herkömmlich verschiedene Arten von Drehmomentwandlern mit flachem Querschnitt vorgeschlagen worden, aber mit diesen Vorschlägen wurden die Gestaltungen der Drehmomentwandler unter bestimmten Bedingungen individuell spezifiziert, und daher waren Designverfahren erwünscht, die allgemein und universell anwendbar sind.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf diese Situationen gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optimales Designverfahren für einen internen Durchflussweg eines Drehmomentwandlers mit flachem Querschnitt zu entwickeln. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehmomentwandler mit flachem Querschnitt zu entwickeln, in welchem der Drehmomentwandler abgeflacht werden kann, ohne dessen Leistung, wie z.B. die Drehmomentabsorptionsfähigkeit und die Übertragungseffizienz zu verschlechtern.
Im Hinblick auf die Lösung der obigen Aufgaben wird entsprechend der Erfindung ein Drehmomentwandler bereitgestellt, bei dem in einem axialen Querschnitt eines Fluids-Durchflusswegs, der durch ein Flügelradelement (z.B. ein Flügelrad 11, wie in einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben) ein Turbinenelement (z.B. eine Turbine 12, wie in der Ausführungsform beschrieben) und ein Statorelement (z.B. ein Stator 13, wie in der Ausführungsform beschrieben), die den Drehmomentwandler bilden, ausgebildet ist, eine Flachheit (2L/H) und eine Torus-innen-und-außen-Radiusverhältnis (r/R), die auf einem Abstand 2L zwischen axialen Enden des Durchflusswegs, einem Maximalradius R, einem Minimalradius r und einem Unterschied H (= R – r) zwischen dem Maximalradius R und dem Minimalradius basierend definiert sind, die Gleichung (1) und die Gleichung (2) erfüllen. Darüber hinaus ist in dem axialen Querschnitt, unter der Annahme, dass eine axiale Mittelposition (z.B. der in 2 gezeigte Punkt 0) des Durchflusswegs entlang einer Drehwelle des Drehmomentwandlers ein Nullpunkt ist, eine axiale Richtung eine X-Richtung ist und eine radiale Richtung eine Y-Richtung ist, die Konfiguration des Durchflusswegs derart festgelegt, dass die Position eines Kontaktpunkts (z.B. ein in 2 gezeigter Kontaktpunkt) zwischen einer geraden Linie (z.B. eine in 2 gezeigte gerade Linie C), die um 45° relativ zu der X-Richtung geneigt ist, und einer Krümmung (z.B. die in 2 gezeigte Krümmung D) die eine äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs in dem Turbinenelement bildet, sich innerhalb eines Bereichs (z.B. eines in 2 gezeigten schraffierten Bereichs F) befindet, der umgeben ist von einer ersten geraden Linie (z.B. die in 2 gezeigte erste gerade Linie A), die durch Gleichung 3 ausgedrückt wird, und eine zweite gerade Linie (z.B. die in 2 gezeigte zweite gerade Linie B), die durch die Gleichung (4) ausgedrückt wird. 0,55 < (2L/H) < 0,75 (1) 0,35 < (r/R) < 0,40 (2) Y = (R/L)·X + (6/4)·R 3) Y = (R/L)·X + (7/4)·R (4)
Entsprechend den Ergebnissen verschiedener Berechnungen und von den Erfindern der Erfindung durchgeführte Experimente, kann bei einem Drehmomentwandler mit flachem Querschnitt, der die Gleichungen (1) und (2) erfüllt, nicht nur der Krümmungsradius der den Durchflussweg innerhalb der Turbine definierenden Kurve verringert werden, sondern es kann auch ein innerer Durchflussweg gebildet werden, der es dem darin fließenden Öl erlaubt, gleichmäßig abgelenkt zu werden, vorausgesetzt dass die Gestaltung des Durchflusswegs in dem Turbinenelement so festgelegt wird, dass die Position des Kontaktpunkts zwischen der um 45° relativ zur X-Richtung geneigten geraden Linie und der die äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs im Turbinenelement darstellenden Krümmung innerhalb des Bereichs platziert ist, der von der ersten geraden Linie, die durch die Gleichung (3) ausgedrückt wird und der zweiten geraden Linie, die durch die Gleichung (4) ausgedrückt wird, umgeben ist. Dies kann helfen, nicht nur einen Fluidverlust (Erzeugung von Wirbelströmen oder Ähnlichem) an einem Eingangsabschnitt der Turbine, wo man einen großen Fluidverlust zu finden pflegt, zu verringern, sondern auch die Drehmomentabsorptionsfähigkeit und Übertragungseffizienz des Drehmomentwandlers zu verbessern. Als Ergebnis davon kann ein Drehmomentwandler erhalten werden, der einen flachen Querschnitt und geringe axiale Abmessungen aufweist und für eine bessere Drehmomentwandlerleitung sorgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines Drehmomentwandlers entsprechend der Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, die die Gestaltung eines internen Durchflusswegs des Drehmomentwandlers zeigt;
3 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen der Flachheit und dem Fluidverlust über den Drehmomentwandler entsprechend der Erfindung und über einen Drehmomentwandler des Stands der Technik zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen der Drehmomentabsorptionsfähigkeit und dem Drehmomentverhältnis über den Drehmomentwandler entsprechend der Erfindung und über einen Drehmomentwandler des Stands der Technik zeigt; und
5 ist eine schematische Ansicht, die die innere Gestaltung einer Turbine zeigt, welche durch die Bedingung der Erfindung festgelegt ist.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird im Folgenden eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 zeigt einen Drehmomentwandler TC entsprechend der Erfindung. Dieser Drehmomentwandler besteht aus einem Flügelrad 11, das mit einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) eines Motors über eine Wandlerabdeckung 11a verbunden ist, aus einer Turbine 12, die dem Flügelrad 11 gegenüber angeordnet ist und mit einer Eingangswelle eines Getriebes (nicht gezeigt) über eine Turbinennabe 12a verbunden ist, und aus einem fixiert gehaltenen Stator 13. Ein Sperrkolben (Überbrückungskolben) 15 ist innerhalb eines von der Rückseite der Turbine 12 und einer Innenfläche der Wandlerabdeckung 11a umgebenen Raumes angeordnet, wodurch ein Überbrückungsmechanismus konstruiert wird. Dieser Raum wird vom Überbrückungskolben 15 in zwei geteilt; eine Überbrückungsfreigabekammer 16, die von der Wandlerabdeckung 11a und dem Überbrückungskolben 15 umgeben ist, und eine Überbrückungseingriffskammer (ein Überbrückungsraum) 17, der von der Rückseite der Turbine 12 und dem Überbrückungskolben 15 umgeben wird. Es ist zu beachten, dass der Überbrückungskolben 15 so angebracht ist, dass er sich axial in Bezug auf die Turbinennabe 12a bewegen kann und sich zusammen mit ihr drehen kann.
In den Drehmomentwandler TC wird ein hydraulisches Fluid eingefüllt, das aus einem Überbrückungsfluideinlass 16a und einem Drehmomentwandlereinlass 17a zugeführt wird, und die Turbine 12 wird zur Drehung angetrieben, wenn sie einen dynamischen Druck empfängt, der von dem Flügelrad 1 erzeugt wird, wenn dieses vom Motor gedreht wird. Wenn dies stattfindet, wird ein Drehmoment vom Flügelrad 11 verstärkt und durch die Wirkung der Schaufeln der Turbine 12 und des Stators 13 zur Turbine 12 übertragen, aber da diese Drehmomentübertragung über ein Fluid durchgeführt wird, wird immer noch u einem gewissen Ausmaß ein Leistungsübertragungsverlust z erzeugt, selbst unter einer Betriebsbedingung, unter der sich das Flügelrad 11 und die Turbine 12 zusammen drehen. Um die Erzeugung eines solchen Leistungsübertragungsverlusts zu unterdrücken, ist ein Überbrückungsmechanismus vorgesehen, um es sowohl dem Flügelrad 11 als auch der Turbine 12 zu erlauben, miteinander direkt mechanisch unter einer Betriebsbedingung verbunden zu sein, unter welcher sie sich zusammen drehen.
Beim Betrieb des Überbrückungsmechanismus wird der Fluiddruck innerhalb der Überbrückungsfreigabekammer 16 und der Überbrückungseingriffskammer 17 kontrolliert, indem der Druck der hydraulischen Fluide kontrolliert wird, welche von dem Überbrückungsfluideinlass 16a und dem Drehmomentwandler-Fluideinlass 17a zugeführt werden. Zum Beispiel wird der Überbrückungskolben 15 zum Drücken gegen die Innenfläche der Wandlerabdeckung 11a aufgrund des Fluiddrucks innerhalb der Überbrückungseingriffskammer 17 veranlasst, indem der Fluiddruck innerhalb der Überbrückungsfreigabekammer 16 verringert wird, wodurch der Überbrückungskolben 15 und die Wandlerabdeckung 11a miteinander durch Reibung zwischen einem Kupplungsreibungsmaterial 16a arretiert werden, welches auf einer Seite des Überbrückungskolbens 15 und der Innenfläche der Wandlerabdeckung 11a vorgesehen ist. Als Ergebnis davon kommen das Flügelrad 11 und die Turbine 12 miteinander in Eingriff, um sich dadurch zusammen zu drehen, wodurch der Überbrückungsmechanismus in Betrieb gesetzt wird. Wenn im Gegensatz dazu der Fluiddruck innerhalb der Überbrückungsfreigabekammer 16 höher gemacht wird als jener innerhalb der Überbrückungseingriffskammer 17, indem hydraulisches Fluid aus dem Überbrückungsfluideinlass 16a in die Überbrückungsfreigabekammer 16 zugeführt wird, trennt sich der Überbrückungskolben 15 von der Innenfläche der Wandlerabdeckung 11a, wodurch ein Überbrückungsfreigabezustand erzeugt wird, bei dem sich das Flügelrad 11 und die Turbine 12 unabhängig drehen können, und es dem Drehmomentwandler TC dadurch erlaubt wird, zu arbeiten.
Bei dem wie oben beschriebenen Drehmomentwandler wird die Drehmomentwandlerleistung, wie z.B. die Drehmomentabsorptionsfähigkeit und die Übertragungseffizienz größtenteils von den Gestaltungen des Durchflusswegs beeinflusst, der durch das Flügelrad 11, die Turbine 12 und den Stator 13 und ihre jeweiligen Schaufeln gebildet wird.
Insbesondere entsteht in dem Fall eines Drehmomentwandlers flachen Querschnitts leicht ein Fluidverlust an einem Eingangsabschnitt 12c zur Turbine 12 aufgrund von Wirbelströmen (Verwirbelungen), die dort erzeugt werden, und die Gestaltung des Durchflusswegs innerhalb der Turbine 12, die durch eine äußere Hülle 12b und eine innere Hülle 12d der Turbine 12 definiert wird, ist zu einem großen Teil mit der Drehmomentwandlerleistung verbunden. Aufgrund dessen wird bei der Erfindung in Anbetracht eines Zustands zum Festlegen eines optimalen Durchflusswegs insbesondere an der äußeren Hülle 12b eine Bedingung festgelegt, sodass ein Drehmomentwandler erhalten wird, der nur einen geringen Fluidverlust am Eingangsabschnitt 12c der Turbine 12 vorsieht und einen flachen Querschnitt aufweist.
Das Festsetzen der Bedingung wird in Bezug auf 2 beschrieben. Diese Figur zeigt einen axialen Querschnitt der Gestaltung des Durchflusswegs, der innerhalb des Flügelrads 11, der Turbine 12 und des Stators 13 des oben beschriebenen Drehmomentwandlers flachen Querschnitts gebildet wird. Wie in der Figur gezeigt, ist der Drehmomentwandler so konstruiert, dass eine Flachheit (2L/H) und ein Torus-Innen-und-Außen-Radiusverhältnis (r/R), die auf einem Abstand 2L zwischen axialen Enden des Durchflusswegs (d.h. von einem axialen rechten Ende des Durchflusswegs innerhalb des Flügelrads 11 zu einem axialen linken Ende des Durchflusswegs innerhalb der Turbine 12), einem Maximalradius R (d.h. dem maximalen äußeren Radius des Durchflusswegs durch das Flügelrad 11 und die Turbine 12), einem Minimalradius r (d.h. dem minimalen Innenradius des Durchflusswegs durch den Stator 13) und einer Differenz H (= R – r) zwischen dem Maximalradius und dem Minimalradius basierend definiert sind, die folgenden Gleichungen (1) und (2) erfüllen. 0,55 < (2L/H) < 0,75 (1) 0,35 < (r/R) < 0,40 (2)
Dann, in derselben Figur, unter der Annahme, dass eine axiale Mittelposition des Durchflusswegs entlang einer Drehwelle des Drehmomentwandlers einen Nullpunkt (0, 0) ist, eine axiale Richtung eine X-Richtung ist (rechts vom Ursprung ist positiv) und eine radiale Richtung eine Y-Richtung ist (vom Nullpunkt nach oben ist positiv) ist die äußere Umfangsoberflächengestaltung, die den internen Durchflussweg der Turbine definiert, so festgelegt, dass die Position eines Kontaktpunktes P zwischen einer geraden Linie C, die um 45° relativ zur X-Richtung geneigt ist, und einer Kurve D (einer Kurve, die die interne Gestaltung der äußeren Turbinenhülle 12b zeigt), die die äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs der Turbine 12 darstellt, sich innerhalb eines Bereichs F befindet (eines in 2 schraffiert gezeigten Bereichs), der von einer ersten, durch die Gleichung (3) ausgedrückten geraden Linie A und einer zweiten, durch die Gleichung (4) ausgedrückten Linie B umgeben ist. Y = (R/L)·X + (6/4)·R (3) Y = (R/L)·X + (7/4)·R (4)
Es ist zu beachten, dass beim Konzipieren des Durchflusswegs für einen Drehmomentwandler, da ein Durchflussweg so konzipiert ist, dass die Querschnittsfläche des Durchflusswegs an jeder Querschnittsposition entlang dessen Länge identisch wird (in anderen Worten, so dass die Geschwindigkeitskomponente eines innerhalb des Durchflusswegs zirkulierenden Fluids an jeder Position identisch wird), in dem Fall dass die Gestaltung der äußeren Umfangsoberfläche wie oben beschrieben festgelegt wird, die Gestaltung der internen Umfangsoberfläche genauso gemacht werden kann, wodurch die Gestaltung des internen Durchflusswegs der Turbine 12 festgelegt wird.
Im Folgenden werden die Leistung und die Eigenschaften des Drehmomentwandlers flachen Querschnitts (des Drehmomentwandlers entsprechend der Erfindung) beschrieben, der aus einer Turbine mit einem wie oben beschriebenen internen Durchflussweg besteht. In 3 ist mit der durchgezogenen Linie L1 eine Änderung im Fluidverlust im Drehmomentwandler entsprechend der Erfindung gezeigt, bei welchem die Gestaltung des internen Durchflusswegs so festgelegt ist, dass sie die oben genannte Bedingung erfüllt, wenn die Flachheit (2L/H) verändert wird. Was dort gezeigt ist, ist wie sich der Fluidverlust ändert, wenn sich die Flachheit (2L/H) ändert, wobei eine Flachheit von 85% als Bezugspunkt (= 1,0) verwendet wird. Wie aus der durchgezogenen Linie L1 offensichtlich ist, wird in dem Falle eines Drehmomentwandlers der Erfindung, selbst wenn sich die Flachheit von 85% auf 55% ändert, fast kein Anstieg im Fluidverlust erzeugt.
Man beachte, dass eine gestrichelte Linie L2 eine Veränderung im Fluidverlust bei einem herkömmlichen Drehmomentwandler flachen Querschnitts mit Änderung seiner Flachheit zeigt. Dieser Drehmomentwandler ist so, dass der Durchflussweg innerhalb der Turbine so festgelegt ist, dass der Kontaktpunkt P zwischen der geraden Linie C, die um 45° in Bezug auf die X-Richtung geneigt ist, und der Kurve D (einer Kurve, die die interne Gestaltung der äußeren Turbinenhülle 12b zeigt), die die äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs der Turbine 12) darstellt, sich innerhalb der durch die obige Gleichung (3) definierten ersten geraden Linie A befindet. Wie aus der 3 klar ersichtlich ist, steigt in diesem Fall der Fluidverlust relativ zur Flachheit von 85% an, und wenn diese sich z.B. bis auf eine Flachheit von 55% erhöht, resultiert ein Fluidverlust, der 2,5 mal so groß ist, wie jener der Flachheit von 85%.
Zusätzlich zeigt die 4 die Drehmomentabsorptionsfähigkeiten und Drehmomentverhältnisse des Drehmomentwandlers entsprechend der Erfindung bzw. des Stands der Technik, wenn die Flachheit 75% beträgt (wobei eine durchgezogene Linie L3 die Drehmomentsabsorptionsfähigkeit der Erfindung bezeichnet, eine gestrichelte Linie L4 jene des Stands der Technik bezeichnet, eine durchgezogene Linie L5 das Drehmomentsverhältnis der Erfindung bezeichnet, und eine gestrichelte Linie L6 das Drehmomentverhältnis des Stands der Technik bezeichnet). Wie aus diesem Graph ersichtlich ist, werden sowohl die Drehmomentabsorptionsfähigkeit als auch das Drehmomentverhältnis mit dem Drehmomentwandler entsprechend der Erfindung verbessert. Es wird bedacht, dass das Potential des Drehmomentwandlers als Ergebnis der Verringerung beim Fluidverlust vergrößert wird. Wie aus dieser Tatsache verständlich ist, kann entsprechend der Erfindung die Flachheit verringert werden, ohne den Fluidverlust und die Leistung des Drehmomentwandlers zu verschlechtern.
Des Weiteren wurden die Druckverteilungen innerhalb des Drehmomentwandlers der Erfindung und des Drehmomentwandlers des Stands der Technik durch Berechnungen mittels eines Computers analysiert. Entsprechend den Ergebnissen der Analysen ist herausgefunden worden, dass der Krümmungsradius des Durchflusswegs des Drehmomentwandlers des Stands der Technik am Eingangsabschnitt zur Turbine klein war und dass daher Fluid am Eingang zur Turbine gegen die Turbinenhülle schlägt, und dadurch dessen Druck erhöht, was wiederum den Fluidverlust erhöht. Da im Gegensatz dazu der Krümmungsradius des Durchflusswegs des Drehmomentwandlers der Erfindung am Eingangsabschnitt zur Turbine vergrößert werden kann, wurde herausgefunden, dass der Druckanstieg am Eingangsabschnitt zur Turbine unterdrückt werden kann, wodurch dort der Fluidverlust verringert wird.
In der obigen Beschreibung wurde das Beispiel dahingehend erklärt, dass es Drehmomentwandler des Stands der Technik darstellt, bei welchen der Durchflussweg innerhalb der Turbine so festgelegt ist, dass der Kontaktpunkt zwischen der geraden Linie C, die um 45° in Bezug auf die X-Richtung geneigt ist, und der Kurve D, die die äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs der Turbine 12 darstellt, sich innerhalb der ersten geraden Linie A befindet, die von der obigen Gleichung (3) definiert ist. Im Gegensatz dazu wird nun ein Fall in Betracht gezogen, wo der Kontaktpunkt sich außerhalb der zweiten geraden Linie B befindet, die von der Gleichung (4) definiert wird. Ein Beispiel ist in 5 gezeigt, in welchem der Kontaktpunkt sich außerhalb der zweiten geraden Linie B befindet. In dem Fall, dass die äußere gekrümmte Umfangsoberfläche D, die den internen Durchflussweg der Turbine 12 darstellt, wie oben beschrieben festgelegt wird, wird, wie in der Figur gezeigt, die Gestaltung der inneren gekrümmten Umfangsoberfläche D veranlasst, extrem nach außen hervorzustehen, was so definiert ist, dass die Querschnittsfläche des internen Durchflusswegs an jeder Position entlang dessen Länge identisch ist (d.h., dass die Geschwindigkeitskomponente des innerhalb des Durchflusswegs zirkulierenden Fluids an jeder Position entlang dessen Länge identisch wird). Selbst wenn an der äußeren Umfangsseite ein gleichmäßiger Fluidfluss vorgesehen wird, wird aufgrund dessen ein Fluidfluss an der inneren Umfangsseite gestört, wodurch ein Nachteil verursacht wird, dass der Fluidverlust vergrößert wird. Um dem entgegenzuwirken wird die Gestaltung des Durchflusswegs so festgelegt, dass der Kontaktpunkt P sich innerhalb der geraden Line B befindet.
Wie vorangehend beschrieben wurde, hat der Drehmomentwandler der Erfindung gegenüber jenem des Stands der Technik Vorteile, insbesondere bei Drehmomentwandlern flachen Querschnitts mit Flachheit von 75% oder weniger, wo der Abflachungseffekt groß ist. Der Drehmomentwandler der Erfindung stellt im Wesentlichen eine ähnliche Leistung zur Verfügung, wie jener Drehmomentwandler des Stands der Technik mit einer Flachheit von 85%, bis seine Flachheit 55% erreicht, jedoch beginnt bei einer Flachheit von unter 55% dessen Leistung schlechter zu werden. Daher ist es bevorzugt, dass der Drehmomentwandler der Erfindung auf jene mit einer Flachheit von 55% bis 75% angewendet wird.
In Bezug auf das Torus-Innen-und-Außen-Radiusverhältnis (r/R), da wenn dieses Verhältnis kleiner wird, die effektiven Radien der jeweiligen Komponenten des Drehmomentwandlers abnehmen, nimmt zusätzlich die Drehmomentabsorptionsfähigkeit des Drehmomentwandlers ab. Zum Beispiel ist die Drehmomentabsorptionsfähigkeit des Drehmomentwandlers mit (r/R) = 0,35 um 40% kleiner als jene eines Drehmomentwandlers mit (r/R) = 0,38. Andererseits, wenn das Torus-innen-und-außen-Radiusverhältnis (r/R) größer wird, wird der Drehmomentwandler dazu gezwungen, größer zu werden, was zu einem Anstieg in Gewicht und Herstellungskoten des Drehmomentwandlers führt. Angesichts dieser ist es bevorzugt, dass das Torus-innen-und-außen-Radiusverhältnis (r/R) auf 0,35 bis 0,40 festgelegt werden.
Wie im Vorangegangenen beschrieben wurde kann entsprechend der Erfindung bei einem Drehmomentwandler flachen Querschnitts, der die Gleichungen (1) und (2) erfüllt, nicht nur der Krümmungsradius der den Durchflussweg innerhalb der Turbine definierenden Kurve verringert werden, sondern ein innerer Durchflussweg kann gebildet werden, der es dem Fluidfluss erlaubt, darin gleichmäßiger abgelenkt zu werden, vorausgesetzt, dass die Gestaltung des Durchflusswegs in dem Turbinenelement so festgelegt wird, dass die Position des Kontaktpunkts zwischen der geraden Linie, die um 45° relativ zur X-Richtung geneigt ist, und der Kurve, die die äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs im Turbinenelement bildet, sich innerhalb des Bereichs befindet, der von der ersten geraden Linie, die durch die Gleichung (3) ausgedrückt ist, und von der zweiten geraden Linie, die durch die Gleichung (4) ausgedrückt ist, umgeben ist.
Dies kann helfen, nicht nur den Fluidverlust (die Erzeugung von Wirbelströmen oder Ähnlichem) am Eingangsabschnitt zur Turbine, wo man gewöhnlich einen großen Fluidverlust findet, zu verringern, sondern auch die Drehmomentabsorptionsfähigkeit und die Übertragungseffizienz des Drehmomentwandlers zu verbessern. Als Ergebnis davon kann der Drehmomentwandler erhalten werden, der einen flachen Querschnitt und eine kleine axiale Abmessung aufweist und eine bessere Drehmomentwandlerleitung bereitstellt.

Claims

Drehmomentwandler, bei dem in einem axialen Querschnitt eines Fluid-Durchflusswegs, der durch ein Flügelrad-Element (11), ein Turbinenelement (12) und ein Stator-Element (13), die den Drehmomentwandler bilden, ausgebildet ist, eine Flachheit (2L/H) und ein Torus-Innen- und Außen-Radiusverhältnis (r/R), die auf einem Abstand 2L zwischen axialen Enden des Durchflusswegs, einem Maximalradius R, einem Minimalradius r und einem Unterschied H (= R – r) zwischen dem Maximalradius R und dem Minimalradius r basierend definiert sind, die Gleichungen erfüllen: 0,55 < (2L/H) < 0,75 0,35 < (r/R) < 0,40; dadurch gekennzeichnet, dass in dem axialen Querschnitt, unter der Annahme, dass eine axiale Mittelposition des Durchflusswegs entlang einer Drehwelle des Drehmomentwandlers ein Nullpunkt ist, eine axiale Richtung eine X-Richtung ist und eine radiale Richtung eine Y-Richtung ist, die Konfiguration des Durchflusswegs derart festgelegt ist, dass die Position eines Kontaktpunkts zwischen einer geraden Linie, die um 45 Grad relativ zu der X-Richtung geneigt ist, und einer Krümmung, die eine äußere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs in dem Turbinenelement bildet, sich innerhalb eines Bereichs befindet, der umgeben ist durch: eine erste gerade Linie, die ausgedrückt wird als Y = (R/L) × X + (6/4) × R, und eine zweite gerade Linie, die ausgedrückt wird als Y = (R/L) × X + (7/4) × R.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, bei dem eine innere Umfangsoberfläche des Durchflusswegs in dem Turbinenelement derart ausgebildet ist, dass ihr Durchflussweg-Querschnittbereich an jeder Querschnittposition entlang ihrer Länge identisch wird.