CN102168736B - 发动机磁流变扭振减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机磁流变扭振减振器，其结构为在环形壳体内设有惯性圆盘，环形壳体的内圆外端设有减磨衬套，惯性圆盘在环形壳体内可以围绕耐磨衬套自由转动。惯性圆盘装有导电线圈，在环形壳体与惯性圆盘的间隙中充满磁流变液。减磨衬套接有导线，导线经过环形壳体的绝缘导管由减振器中心轴引出。本发明利用导电线圈通电产生磁场而控制磁流变液流动的特性，其旋转阻尼力可以调整，改变了传统硅油扭振减振器其阻尼系数仅能是单一阻尼系数的缺陷。本发明通过改变电流的大小来改变外加磁场力，从而改变磁流变液的阻尼特性。使其不仅在曲轴共振时能达到良好的减振效果，而且可以在其他频率下能达到比硅油减振器更好的减振效果。

Description

发动机磁流变扭振减振器
技术领域
本发明具体涉及一种用于降低发动机曲轴扭转振动的减振器。
技术背景
众所周知，发动机在工作中曲轴将产生不可避免的扭转振动，这种振动有损于机器设备，甚至造成曲轴或传动轴疲劳故障而损坏，尤其在高速、高压的发动机中情况更为严重。有的发动机轴系扭振烈度虽未达到使曲轴断裂的程度，但曲轴的扭转变形却导致了主轴瓦剥落烧损，乃至正时齿轮或其它传动附件破坏。此外，曲轴的扭转变形还会使发动机噪声增大。因此，削减曲轴扭转振动是发动机设计中急待解决的问题。
目前削减扭转振动比较有效的措施是在曲轴上加装扭振减振器，最有代表性的是传统的硅油扭振减振器。主要原理是根据曲轴固有频率来设计削减曲轴共振时的振幅，其减振器的阻尼特性是不可调的，而当发动机在共振频率以外的其他频率下运行时，固定阻尼特性的减振器则达不到最佳的减振效果。因此，为了能使曲轴在其他频率下也能达到更好的减振效果。就需要考虑对扭振减振器进行一种宽带的设计改进。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种磁流变扭振减振器，能使发动机曲轴在共振频率以及共振频率以外的其他频率段也能实现良好的减振目的。
本发明的目的通过以下技术方案实现。发动机磁流变扭振减振器包括：环形壳体、惯性圆盘、减磨衬套、导电线圈、磁流变液、导线以及绝缘导管。在环形壳体内设有惯性圆盘，环形壳体的内圆外端设有减磨衬套，惯性圆盘在环形壳体内可以围绕耐磨衬套自由转动。惯性圆盘装有导电线圈。在环形壳体与惯性圆盘的间隙中充满磁流变液，减磨衬套接有导线，导线经过环形壳体的绝缘导管由减振器中心轴引出。
减磨衬套与环形壳体以及惯性圆盘相接触的部分做绝缘处理。导管与环形壳体密封。磁流变液由载液、可磁化的分散粒子、表面活性剂组成，载液为硅油。
本发明的原理为：在外加磁场的作用下，磁流变液中的磁极化粒子沿磁场方向运动，磁化运动使粒子首尾相联，形成链状或网状结构，使磁流变液的流动特性发生变化，从而达到改变对惯性圆盘阻尼力的目的。发动机工作时减振器壳体随曲轴一起产生扭转振动，由于圆盘具有惯性，它的运动就始终比环形壳体的运动的周期性滞后一些，因此圆盘与壳体之间便存在着相对运动。此时，间隙中磁流变液的阻尼对发动机曲轴就会起到减振的作用。
因为在减振器内的惯性圆盘上安装了导电线圈，所以导线的引出方式将成为关键技术。由于惯性圆盘和壳体之间有相对移动，而减磨衬套与环形壳体无相对移动，因此，导线通过减磨衬套引出。将导线置于绝缘导管内，并保证与环形壳体进行良好的密封，以保证高压油不会从导线以及绝缘导管内泄漏。
本发明的特点以及所产生的有益效果是，对于传统的硅油扭振减振器，其旋转阻尼力是不可调的，其阻尼系数只是作为削减共振振幅的最佳阻尼系数。而本发明利用导电线圈通电产生磁场而控制磁流变液流动的特性，其旋转阻尼力是可以调整的，通过改变线圈电流的大小来改变外加磁场力，从而改变磁流变液的阻尼特性。使其不仅在曲轴共振时能达到良好的减振效果，而且通过调整阻尼，可以使其在其他频率下能达到比硅油减振器更好的减振效果。
附图说明
图1为本发明结构原理主视图。
图2为图1的1/2侧视剖面图。
图3为发动机台架扭振试验结果。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例对本发明的结构作进一步的说明。需要说明的是本实施例是叙述性的而不是限定性的。
发动机磁流变扭振减振器其结构为：在环形壳体1内设有惯性圆盘4，环形壳体1的内圆外端设有减磨衬套2，惯性圆盘4在环形壳体内可以围绕耐磨衬套2自由转动。惯性圆盘装有导电线圈3，在环形壳体与惯性圆盘的间隙中充满磁流变液5。减磨衬套接有导线6，导线经过环形壳体的绝缘导管7由减振器中心轴引出。减磨衬套2与环形壳体1以及惯性圆盘4相接触的部分做绝缘处理。导管7与环形壳体1密封。磁流变液5由载液、可磁化的分散粒子、表面活性剂组成，载液为硅油。环形壳体和惯性圆盘通过模具成型，然后在惯性圆盘上安装导电线圈，惯性圆盘在壳体内以围绕着耐磨的衬套光滑转动。导电线圈点引线通过减振器中心轴连接到外部电源。使用时将减振器壳体与曲轴端部紧密联接，让它随曲轴一起产生扭转振动。通过改变电流大小来改变磁场，从而改变磁流变液的阻尼力，使扭振减振器达到更优的减振效果。
根据设计制造减振器样件将本实施例装配在某型号发动机上，进行了发动机台架扭振性能试验，测量减振器扭振振幅、轴向线性振幅等参数。发动机台架扭振试验结果如图1所示。从图中可看出，与普通硅油减振器相比，磁流变扭振减振器不仅能在共振频率时实现良好的减振效果，而且在其他频率段内也能实现良好的减振效果。

Claims (4)

1.发动机磁流变扭振减振器，包括环形壳体、惯性圆盘、减磨衬套、导电线圈、磁流变液、导线以及绝缘导管，其特征是在环形壳体(1)内设有惯性圆盘(4)，环形壳体(1)的内圆外端设有减磨衬套(2)，惯性圆盘(4)在环形壳体内可以围绕减磨衬套(2)自由转动，惯性圆盘装有导电线圈(3)，在环形壳体与惯性圆盘的间隙中充满磁流变液(5)，减磨衬套接有导线(6)，导线经过环形壳体的绝缘导管(7)由减振器中心轴引出。
2.按照权利要求1所述的发动机磁流变扭振减振器，其特征是所述减磨衬套(2)与环形壳体(1)以及所述惯性圆盘(4)相接触的部分做绝缘处理。
3.按照权利要求1所述的发动机磁流变扭振减振器，其特征是所述导管(7)与所述环形壳体(1)密封。
4.按照权利要求1所述的发动机磁流变扭振减振器，其特征是所述磁流变液(5)由载液、可磁化的分散粒子、表面活性剂组成，载液为硅油。
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