Hydraulischer Drehmomentwandler Hydraulische Drehmomentwandler üblicher
Bauweise, beispielsweise mit radial an die Pumpe anschließend angeordneter Turbine
und einem stromabwärts von der Turbine liegenden Leitapparat, haben den Nachteil,
daß sie im Drehzahlbereich oberhalb des günstigsten Wirkungsgrades trotz gleichbleibender
oder steigender Leistungsaufnahme rasch abfallende Drehmomente abgeben. Bei den
Drehmomentwandlern, die nach dem sogenannten Trilokverfahren arbeiten, d. h. bei
welchen sich der Leitapparat löst, sobald das eingeleitete Drehmoment gleich dem
abgegebenen Drehmoment ist, wurde bisher nur eine ungenügende Drehmomentwandlung
erreicht, weil Pumpe und Turbine mit gleichen hydraulischen Durchmessern ausgeführt
werden.Hydraulic torque converter Hydraulic torque converters more common
Design, for example with a turbine arranged radially adjacent to the pump
and a diffuser located downstream of the turbine have the disadvantage
that they are in the speed range above the most favorable efficiency despite constant
or output rapidly decreasing torques with increasing power consumption. Both
Torque converters that work according to the so-called Trilok method, d. H. at
which the diffuser releases as soon as the introduced torque equals the
output torque is, so far only an inadequate torque conversion
achieved because the pump and turbine have the same hydraulic diameter
will.
Bei der Gestaltung und Dimensionierung hydraulischer Drehmomentwandler
sind zwei Aufgaben zu lösen: Der Wandler soll beim Anfahren ein hohes Anfahrdrehmoment
abgeben, und der Schlupf im Kupplungsbetrieb, also bei lose mitlaufendem Leitapparat,
soll möglichst gering sein, damit man einen hohen Wirkungsgrad erreicht. Die meisten
Maßnahmen, die eine Verbesserung in der einen Beziehung bewirken, haben eine Verschlechterung
bezüglich der zweiten Forderung zur Folge. Meistens muß daher ein Kompromiß nach
Maßgabe der am häufigsten vorliegenden Betriebsverhältnisse eingegangen werden.When designing and dimensioning hydraulic torque converters
There are two tasks to be solved: The converter should have a high starting torque when starting
release, and the slip in clutch operation, i.e. with the guide vanes running loosely,
should be as low as possible in order to achieve a high degree of efficiency. Most
Actions that make one relationship better have got worse
with regard to the second requirement. Most of the time, therefore, a compromise has to be made
In accordance with the most common operating conditions.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler zu schaffen,
der sowohl ein hohes Anfahrdrehmoment als auch einen hohen Wirkungsgrad im Kupplungsbereich
aufweist.The invention is based on the object of creating a converter
which has both a high starting torque and a high degree of efficiency in the clutch area
having.
Diese Aufgabe wird durch folgende Kombination dreier bekannter Merkmale
gelöst: a) Es wird eine Pumpe mit stark rückwärts gekrümmten Schaufeln, die vorzugsweise
relativ flach stehend angeordnet sind und einen Austrittswinkel von 35 bis 45° besitzen,
verwendet; b) es findet eine Turbine Verwendung, deren Eintrittsbreite um 10 bis
20% schmaler ist als der Pumpenaustritt; cl es wird ein Leitapparat mit einer für
die Aufnahme des Anfahrdralles günstigen Beschaufelung verwendet, der auf einem
Freilauf gelagert ist. Die Querschnittsverringerung zwischen dem Pumpenauslaß und
dem Turbineneinlaß führt zu einer höheren Turbinendrehzahl, also zu einem geringeren
Schlupf im Kupplungsbetrieb. Die Verwendung einer Pumpe mit stark rückwärts gekrümmten
Schaufeln sorgt für die Erzeugung eines hohen Druckes, der trotz der Querschnittsverringerung
zur Turbine hin den notwendigen Durchsatz und das erforderliche Anfahrmoment erzeugt.
Diese beiden Maßnahmen ermöglichen die Verwendung eines Leitapparats, der ohne Kompromiß
nur auf den stark rückwärts gerichteten Anfahrdrall, der geradegerichtet werden
muß, abgestimmt ist und ein hohes Anfahrdrehmoment gewährleistet. Durch seinen Freilauf
kommt der Leitapparat im oberen Fahrtgeschwindigkeitsbereich, in dem er nicht die
richtige Schaufelform aufweisen und zu einem schlechten Wirkungsgrad führen würde,
nicht mehr zur Wirkung.This task is accomplished by the following combination of three known features
solved: a) It is a pump with strongly backward curved blades, preferably
are arranged standing relatively flat and have an exit angle of 35 to 45 °,
used; b) a turbine is used with an inlet width of 10 to
Is 20% narrower than the pump outlet; cl it will be a distributor with a for
the inclusion of the starting twist favorable blading used, which is on a
Is stored free-wheel. The reduction in cross section between the pump outlet and
the turbine inlet leads to a higher turbine speed, so to a lower one
Slip in clutch operation. Using a pump with a strong backward curve
Shoveling ensures that a high pressure is generated despite the reduction in cross-section
generates the necessary throughput and the required starting torque towards the turbine.
These two measures allow the use of a diffuser without compromise
only on the strongly backwards-directed starting twist, which is straightened
must, is coordinated and ensures a high starting torque. Through its freewheeling
the diffuser comes in the upper speed range, in which it does not
have the correct blade shape and would lead to poor efficiency,
no longer effective.
Die erfindungsgemäße Kombination führt also zu einem hydraulischen
Wandler, der sowohl die Forderung nach einem hohen Anfahrmoment als auch die Forderung
nach einem guten Wirkungsgrad im Kupplungsbereich in vollem Umfange erfüllt.The combination according to the invention thus leads to a hydraulic one
Converter that meets both the requirement for a high starting torque and the requirement
after a good degree of efficiency in the clutch area fully met.
Es empfiehlt sich, die Turbinenbeschaufelung derart zu gestalten,
daß bei einer Turbinendrehzahl von 80'0/o der Pumpendrehzahl der stoßfreie Eintritt
erreicht wird. Die Gestaltung, insbesondere der Eintrittswinkel der Beschaufelung
des auf einem Freilauf gelagerten Leitapparats wird zweckmäßig derart gewählt, daß
für den bei einer Turbinendrehzahl von 40 bis 500/o der Pumpendrehzahl auftretenden
Drall ein stoßfreier Eintritt erreicht wird.It is advisable to design the turbine blading in such a way that
that at a turbine speed of 80'0 / o of the pump speed, the bumpless entry
is achieved. The design, especially the entry angle of the blades
of the diffuser mounted on a freewheel is expediently chosen such that
for the one occurring at a turbine speed of 40 to 500 / o of the pump speed
Swirl a bumpless entry is achieved.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing
shown.
Die Motorleistung wird über die Welle 1 eingeleitet, die über die
Zahnräder 2 und 3 die Pumpenwelle 4 mit der Pumpe 5 antreibt. Die Welle 4 ist in
Lagern 6 und 7 gelagert. Durch die Pumpe 5 wird die Turbine 8 angetrieben, die radial
anschließend an die Pumpe 5 angeordnet und in den Lagern 9 und 10 gelagert ist.
Auf der die Turbine 8 tragenden Hohlwelle 11 ist das Zahnrad 12 befestigt, welches
das Abtriebszahnrad 13 auf der Abtriebswelle 14 antreibt.
Diese
Welle 14 ist in den Lagern 15 und 16 gelagert. Das im Kreislauf des Wandlers umlaufende
Öl tritt aus der Turbine 8 in den Kanal 17 und von da über den Leitapparat 18 wieder
in die Pumpe 5 ein. Der Leitapparat 18 ist auf einem Freilauf 20 angeordnet. Eine
Ölpumpe 19 fördert Öl durch die Leitung 21 in den Kreislauf und saugt es aus dem
Ölsumpf 22 durch die Leitung 23 ab. Die Beschaufelung der Pumpe 5 ist rückwärts
gekrümmt, um bei kleinerer Fördermenge größeren Druck zu erreichen. Die Turbine
ist schmaler als die Pumpe, um bei günstigem Austrittswinkel den Austrittsquerschnitt
zu verringern und um dadurch eine hohe Turbinendrehzahl zu erreichen. Durch diese
Maßnahmen wird ein hohes Anfahrmoment und gleichzeitig eine günstige Drehzahl mit
gleichem Eintritts- und Austrittsmoment erreicht. Der Leitapparat begünstigt durch
seine Einströmform - stoßfreier Eintritt für den Drall bei einer Turbinendrehzahl
von 40 bis 500/a der Pumpendrehzahl -ein hohes Anfahrdrehmoment und bewirkt infolge
des Loslösens bei etwa 80% der Pumpendrehzahl keinen zu großen Widerstand, der bei
feststehendem Leitapparat unvermeidlich wäre.The engine power is introduced via the shaft 1, which is via the
Gears 2 and 3 drive the pump shaft 4 with the pump 5. Wave 4 is in
Camps 6 and 7 stored. The turbine 8 is driven by the pump 5, the radial
is then arranged on the pump 5 and stored in the bearings 9 and 10.
On the hollow shaft 11 carrying the turbine 8, the gear 12 is attached, which
drives the output gear 13 on the output shaft 14.
These
Shaft 14 is supported in bearings 15 and 16. The one circulating in the converter circuit
Oil emerges from the turbine 8 into the channel 17 and from there again via the diffuser 18
into the pump 5. The diffuser 18 is arranged on a freewheel 20. One
Oil pump 19 conveys oil through line 21 into the circuit and sucks it out of the
Oil sump 22 through line 23. The blading of the pump 5 is backwards
curved in order to achieve greater pressure with a smaller delivery rate. The turbine
is narrower than the pump, around the outlet cross-section if the outlet angle is favorable
to reduce and thereby achieve a high turbine speed. Through this
Measures is a high starting torque and at the same time a favorable speed with
reached the same entry and exit moment. The diffuser favored by
its inflow form - shock-free entry for the swirl at a turbine speed
from 40 to 500 / a the pump speed - a high starting torque and causes as a result
of loosening at about 80% of the pump speed, there is no excessive resistance, which occurs at
fixed distributor would be inevitable.