CN103573911A - 用于飞轮减振的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞轮减振的设备，该设备包括：驱动盘，所述驱动盘一体连接至曲轴；飞轮，所述飞轮被连接以通过行星齿轮来接收来自驱动盘的旋转力，并且所述飞轮被安装以相对于所述曲轴旋转；刚度提供装置，所述刚度提供装置布置在一路径上，旋转力沿着该路径在所述驱动盘和所述飞轮之间传递；设置在所述飞轮上的质量块，所述质量块被构造为在与传输到所述飞轮的发动机的扭转振动抵消的方向上进行相对旋转。

Description

用于飞轮减振的设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月9日提交的韩国专利申请第10-2012-0087322号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于飞轮减振的设备，更特别地，涉及一种飞轮减振设备，其旨在通过飞轮刚度和惯性的改变来改进发动机和车辆的传动系统的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）特性。

背景技术

一般地，由于内燃机中活塞的气压的改变导致驱动力总是不平衡的，因此在发动机中产生了扭转激振力。因此，当发动机旋转时，发动机动力的传输优选尽可能是恒定的。

为了改进传动系统的NVH特性，飞轮的作用就是利用惯性力矩来保持旋转速度的恒定，并且减少从发动机传输的扭转振动的频率的变化，由此降低传动系统中的NVH问题（驱动、空转震颤声等）。

同时，近些年来，配备有高性能发动机（在发动机中应用了GDI、涡轮增压器、增压器、双涡轮增压等）的车辆的开发和发布变得更加具有竞争力。特别地，为了解决豪华车启动感（直接的感觉）缺乏的问题，倾向于在低速区域使用高扭矩发动机。

但是，如图1所示，这种发动机的问题在于，包括震颤和轰鸣噪声的NVH特性恶化，而且发动机的扭转激振力也进一步增加。特别是，当齿轮箱中的齿轮级的齿轮对中的扭转振动增加时，由于震颤而进一步增加了震动和噪声。

现有技术中解决上述问题的解决方案如图2所示，质量块被安装至双质量飞轮以进行相对旋转。

更具体地说，配对的质量块20设置在旋转凸缘10两侧的多个位置上，每个质量块20相对于旋转凸缘10进行旋转。此外，锁定销30穿过旋转凸缘10，质量块20分别固定在锁定销30的两侧，使得设置在两侧的质量块20相对于旋转凸缘10同时旋转。

进一步，在旋转凸缘10和设置在其两侧的质量块20中的至少一个的长度方向上（旋转凸缘10的旋转的方向）形成钟摆孔H，联接到该旋转凸缘10的钟摆辊子40配合到所述钟摆孔H中。当质量块20在钟摆孔H的区域进行相对旋转时，从发动机传输的扭转振动被减小。

但是，仅就车辆的旋转振动和NVH特性而言，飞轮的惯性力越大则越有优势。飞轮的惯性力根据其重量和体积而趋于增加，从而如果可能的话，飞轮的尺寸和重量应该增加。但是，传统的质量块安装结构的问题在于，由于缺少空间，质量块的惯性、飞轮和质量块的长度以及从质量块的中心到飞轮旋转轴线之间的距离等都受到限制，使得通过使用传统结构所能获得的振动减小这种效果的可能增加是有限的。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

因此，本发明十分注意考虑相关技术中发生的上述问题。

本发明的各个方面提供了一种用于飞轮减振的设备，除了减小了发动机中产生的旋转振动外，其占用了相对较小的体积和重量，使得发动机的飞轮的惯性力显著的增加，并且能够调节曲轴和飞轮之间的刚度，由此显著地改进了车辆传动系统的NVH性能，从而确保了车辆安静和稳定的驾驶性能以及舒适的乘坐。

本发明的各个方面提供了一种用于飞轮减振的设备，其包括：驱动盘，所述驱动盘一体连接至曲轴；飞轮，所述飞轮被连接以通过行星齿轮来接收来自所述驱动盘的旋转力，并且所述飞轮被安装以相对于所述曲轴旋转；刚度提供装置，所述刚度提供装置布置一路径上，旋转力沿着该路径在所述驱动盘和所述飞轮之间传递；设置在所述飞轮上的质量块，该质量块被构造为在与传输到所述飞轮的发动机的扭转振动相抵消的方向上进行相对旋转。

所述行星齿轮可以包括三个旋转元件，即，连接至所述驱动盘的第一旋转元件、连接至所述飞轮的第二旋转元件和适配成约束旋转的旋转元件，从而使得连接至所述飞轮的所述第二旋转元件可被连接以增加相对于连接至所述驱动盘的所述第一旋转元件的速度。所述刚度提供装置可以包括：弹性构件，所述弹性构件布置为相对于两个旋转体之间的相对旋转而弹性地延伸或收缩，该两个旋转体被安装成相对于彼此旋转。

所述刚度提供装置可以进一步包括：支撑部分，所述支撑部分设置在所述两个旋转体的每一个上以支撑所述弹性构件的两端。

所述的设备可以进一步包括：引导轴承，所述引导轴承接收来自所述弹性构件的弹性力，所述引导轴承设置在所述两个旋转体之间以引导所述两个旋转体之间的相对旋转，该两个旋转体被安装成相对于彼此旋转。

所述行星齿轮可以设置为使得行星架连接至所述驱动盘、内齿圈连接至所述飞轮，并且太阳轮的旋转被约束，并且所述刚度提供装置可以设置在所述驱动盘和所述行星架之间。

所述行星齿轮可以设置为使得行星架连接至所述驱动盘、内齿圈连接至所述飞轮，并且太阳轮的旋转被约束，并且所述刚度提供装置可以设置在所述内齿圈和所述飞轮之间。

所述行星齿轮可以设置为使得行星架连接至所述驱动盘、内齿圈连接至所述飞轮，并且太阳轮的旋转被约束，并且所述刚度提供装置可以分别设置在所述驱动盘与所述行星架之间和所述内齿圈与所述飞轮之间。

所述行星齿轮可以设置为使得行星架连接至所述驱动盘、太阳轮连接至所述飞轮，并且内齿圈的旋转被约束，并且所述刚度提供装置设置在所述驱动盘和所述行星架之间。

所述行星齿轮可以设置为使得行星架连接至所述驱动盘、太阳轮连接至所述飞轮，并且内齿圈的旋转被约束，并且所述刚度提供装置可以设置在所述太阳轮和所述飞轮之间。

所述行星齿轮可以设置为使得行星架连接至所述驱动盘、太阳轮连接至所述飞轮，并且内齿圈的旋转被约束，并且所述刚度提供装置可以分别设置在所述驱动盘与所述行星架之间和所述太阳轮与所述飞轮之间。

钟摆孔可形成在所述质量块和所述飞轮中以在所述质量块进行相对旋转的方向上延伸，并且钟摆辊子能够可移动地配合到所述钟摆孔中，使得所述质量块可以被联接以相对于所述飞轮旋转。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为显示当应用较高动力的发动机时扭转激振力变化的视图。

图2为显示质量块安装至双质量飞轮的传统配置的视图。

图3为显示根据本发明的示例性的用于飞轮减振的设备的视图。

图4为显示根据本发明的示例性的用于飞轮减振的设备的视图。

图5为显示根据本发明的示例性的用于飞轮减振的设备的视图。

图6为显示根据本发明的示例性的用于飞轮减振的设备的视图。

图7为显示根据本发明的示例性的用于飞轮减振的设备的视图。

图8为显示根据本发明的示例性的用于飞轮减振的设备的视图。

图9为显示在本发明的减振设备中利用质量块来减小扭转振动的原理的视图。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

如图3至图8所示，本发明的飞轮减振设备包括驱动盘3、飞轮5、刚度提供装置7和质量块21。驱动盘3一体连接至曲轴1。应理解驱动盘可以与曲轴整体形成。飞轮5被连接以通过行星齿轮PG来接收来自驱动盘3的旋转力，并且飞轮5被安装使其相对于曲轴1旋转。刚度提供装置7布置在驱动盘3和飞轮5之间的旋转力传递路径上。质量块21设置在飞轮5上，并且被构造为在与传输到飞轮5的发动机的扭转振动相抵消的方向上进行相对旋转。

换言之，飞轮减振设备被构造为使得旋转力从曲轴1传输到飞轮5同时通过行星齿轮PG而倍增。由此，飞轮5能够为曲轴1提供增加的惯性，布置在驱动盘3和飞轮5之间的旋转力传递路径上的刚度提供装置7能够分配曲轴1和飞轮5之间的刚度从而使得刚度为了发动机和车辆传动系统的NVH性能而得以最优化。

特别的，当飞轮5的旋转速度增加时，飞轮5的惯性增加，从而安装至飞轮5的质量块21的旋转速度和惯性也增加。结果，通过质量块21而达到更加有效的抵消发动机的扭转振动的操作。

行星齿轮PG包括三个旋转元件，即，连接至驱动盘3的旋转元件、连接至飞轮5的旋转元件和适配成对旋转进行约束的旋转元件。连接至飞轮5的旋转元件被连接以增加相对于连接至驱动盘3的旋转元件的速度。

也就是说，根据图3至图5所示出的实施方案，行星齿轮PG的行星架C连接至驱动盘3，内齿圈R连接至飞轮5，太阳轮S固定。因此，输入到行星架C的动力经由内齿圈R而倍增，使得飞轮5旋转同时其速度通过驱动盘3供应的动力而增加，由此使得增大的惯性力被提供至曲轴1。

此外，根据图6至图8所示出的实施方案，行星齿轮PG的行星架C连接至驱动盘3，太阳轮S连接至飞轮5，内齿圈R固定。因此，输入到行星架C的动力经由太阳轮S而倍增，使得飞轮5旋转同时其速度通过驱动盘3供应的动力而增加，由此能够提供增大的惯性力。

刚度提供装置7包括弹性构件9，该弹性构件9布置在驱动盘3和飞轮5之间的旋转力传递路径上，从而可相对于两个旋转体之间的相对旋转而弹性地延伸或收缩，该两个旋转体被安装以使其能相对于彼此旋转。

也就是说，刚度提供装置7被布置以引起从驱动盘3到飞轮5的旋转力传递路径上的多个旋转体中的两个邻近的旋转体相对于彼此旋转，弹性构件9插入到这两个旋转体之间。

当然，刚度提供装置7可以分别在这两个旋转体上具有支撑部分11以支撑弹性构件9的两端。在诸如那些显示在图3至8中的各个实施方案中，支撑部分11从这两个相应的旋转体径向向内和向外突出，该支撑部分11被构造为支撑螺旋弹簧（作为弹性构件9）的两端。

同时，引导轴承13进一步设置在这两个旋转体（该两个旋转体被安装以进行相对旋转）之间同时接收来自弹性构件9的弹性力，该引导轴承13的作用为引导这两个旋转体之间的相对旋转，由此使得这两个旋转体之间的光滑的相对旋转被引导。

这里，将对诸如那些显示在图3至8中的各个实施方案的配置进行详细描述。如图3所示，行星齿轮PG可被设置以使得行星架C连接至驱动盘3，内齿圈R连接至飞轮5，而太阳轮S的旋转被约束。刚度提供装置7设置在驱动盘3和行星架C之间。

如图4所示，行星齿轮PG可被设置以使得行星架C连接至驱动盘3，内齿圈R连接至飞轮5，而太阳轮S的旋转被约束。刚度提供装置7设置在内齿圈R和飞轮5之间。

如图5所示，行星齿轮PG可被设置以使得行星架C连接至驱动盘3，内齿圈R连接至飞轮5，而太阳轮S的旋转被约束。刚度提供装置7分别设置在驱动盘3与行星架C之间和内齿圈R与飞轮5之间。

如图6所示，行星齿轮PG可被设置以使得行星架C连接至驱动盘3，太阳轮S连接至飞轮5，而内齿圈R的旋转被约束。刚度提供装置7设置在驱动盘3和行星架C之间。

如图7所示，行星齿轮PG可被设置以使得行星架C连接至驱动盘3，太阳轮S连接至飞轮5，而内齿圈R的旋转被约束。刚度提供装置7设置在太阳轮S和飞轮5之间。

如图8所示，行星齿轮PG可被设置以使得行星架C连接至驱动盘3，太阳轮S连接至飞轮5，而内齿圈R的旋转被约束。刚度提供装置7分别设置在驱动盘3与行星架C之间和太阳轮S与飞轮5之间。

参考图3至5，太阳轮S经由第一支撑轴承15安装至曲轴1的外部，使得太阳轮S稳定的固定至发动机体等等，同时允许曲轴1的相对旋转。飞轮5经由第二支撑轴承17而被支撑到太阳轮S的外部，由此确保稳定的旋转。

此外，在图6至8中，在飞轮5被一体连接至太阳轮S的外部的状态下，太阳轮S的内部经由第三支撑轴承19而支撑在曲轴1的外部上。这种配置除了稳定地支撑旋转外，还使得太阳轮S相对于曲轴1而旋转。

当然，能确保适当润滑的衬套可用于替代第一支撑轴承15、第二支撑轴承17、第三支撑轴承19和引导轴承13中的每一个。

同时，钟摆孔H形成在质量块21和飞轮5中，其形成方式使得钟摆孔H在质量块21进行相对旋转的方向上延伸。钟摆辊子23可移动地配合到钟摆孔H中，使得质量块21被联接并且相对于飞轮5旋转。

也就是说，如图9所示，可以在飞轮5和质量块21中都形成钟摆孔H。根据情况，钟摆孔H可形成在质量块21或飞轮5的任意一者中。这里，在钟摆孔H形成在质量块21和飞轮5两者中的情况下，钟摆辊子23的两端分别配合到质量块21和飞轮5中。因此，钟摆孔H应该形成在转子20和飞轮5的面对的位置处。

在这种情形下，钟摆孔H可成形为近似心形。在这种情况下，质量块21的钟摆孔H和飞轮5的钟摆孔H可以在如上所述的面对的位置处形成，其形成方式使得它们具有相对的心形的形状。

如上所述，各个实施方案具有下面的共同配置：动力通过驱动盘3从发动机曲轴1供应至行星齿轮PG的行星架C，太阳轮S或内齿圈R被固定以使动力倍增，飞轮5以增大的速度旋转，使得与根据现有技术的飞轮5简单并直接地连接至曲轴1相比，对于相同的质量和体积而言，可以为车辆的曲轴1和动力传输系统提供更大增量的惯性。

此外，布置在驱动盘3和飞轮5之间的动力传递路径上的刚度提供装置7能够提供适合于车辆动力传输系统（包括上述操作中的发动机和齿轮箱）的刚度，由此大大有助于改进车辆的NVH性能。

另外，为了通过行星齿轮和刚度提供装置7在抵消来自发动机传输的扭转振动的同时抵消来自飞轮5的刚度，质量块21相对于飞轮5而旋转。

也就是说，如果发动机的扭转振动被传输到飞轮5，则质量块21移动，就好像其在与飞轮5的瞬间扭转振动所产生的方向相反的方向上进行相对旋转。这里，钟摆辊子23的作用是当质量块21进行相对旋转时引导质量块21在钟摆孔H区域的相对旋转，并且力被施加以在质量块21的旋转方向上立刻拉动钟摆辊子23。因此，瞬间的旋转力在与飞轮5的旋转方向相反的方向上被施加到转子20。

因此，传送到飞轮5的发动机的具体的波动就被质量块21的相对旋转而引起的波动抵消了，由此进一步减小了扭转旋转振动。此外，传输到飞轮5的扭转振动通过行星齿轮PG和刚度提供装置7而传输到齿轮箱，由此在传输到车辆的动力传动系统之前吸收或减小了发动机的扭转振动。

本发明以上的实施方案适配成利用设置在车辆动力传输系统的动力传递路径上的行星齿轮PG和刚度提供装置7，最优化地对车辆动力传输系统（包括发动机和齿轮箱）的惯性和刚度进行调整，从而使得车辆的行驶状态更加安静和稳定。

如上所述，本发明提供了一种用于飞轮减振的设备，除了减小了发动机中产生的旋转振动外，其占用了相对较小的体积和重量，使得发动机的飞轮的惯性力显著的增加，并且能够调节曲轴和飞轮之间的刚度，由此显著地改进了车辆传动系统的NVH性能，从而确保了车辆安静和稳定的驾驶性能以及舒适的乘坐。

此外，本发明提供了一种用于飞轮减振的设备，在该设备中，传送到飞轮的发动机的具体的波动被质量块的相对旋转而引起的波动抵消了，由此减小了扭转旋转振动，并且因此使得发动机的扭转振动更有效地被吸收和减小。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (12)

1.一种用于飞轮减振的设备，包括：

驱动盘，所述驱动盘一体连接至曲轴；

飞轮，所述飞轮被构造为通过行星齿轮来接收来自所述驱动盘的旋转力，并且所述飞轮被安装以相对于所述曲轴旋转；

刚度提供装置，所述刚度提供装置布置在一路径上，旋转力沿着该路径而在所述驱动盘和所述飞轮之间传递；

设置在所述飞轮上的质量块，该质量块被构造为在与传输到所述飞轮的发动机的扭转振动相抵消的方向上进行相对旋转。

2.根据权利要求1所述的用于飞轮减振的设备，其中所述行星齿轮包括三个旋转元件，该三个旋转元件包括连接至所述驱动盘的第一旋转元件、连接至所述飞轮的第二旋转元件和适配成约束旋转的旋转元件，从而使得连接至所述飞轮的第二旋转元件被连接以增加相对于连接至所述驱动盘的第一旋转元件的速度。

3.根据权利要求2所述的用于飞轮减振的设备，其中所述刚度提供装置包括：

弹性构件，所述弹性构件布置为相对于两个旋转体之间的相对旋转而弹性地延伸或收缩，该两个旋转体被安装成相对于彼此旋转。

4.根据权利要求3所述的用于飞轮减振的设备，其中所述刚度提供装置进一步包括：

支撑部分，所述支撑部分设置在所述两个旋转体的每一个上以支撑所述弹性构件的两端。

5.根据权利要求3所述的用于飞轮减振的设备，进一步包括：

引导轴承，所述引导轴承接收来自所述弹性构件的弹性力，所述引导轴承设置在所述两个旋转体之间以引导这两个旋转体之间的相对旋转，该两个旋转体被安装成相对于彼此旋转。

6.根据权利要求2所述用于飞轮减振的设备，其中

所述行星齿轮设置有连接至所述驱动盘的行星架、连接至所述飞轮的内齿圈，其中太阳轮的旋转被约束，并且

所述刚度提供装置设置在所述驱动盘和所述行星架之间。

7.根据权利要求2所述用于飞轮减振的设备，其中

所述行星齿轮设置有连接至所述驱动盘的行星架、连接至所述飞轮的内齿圈，其中太阳轮的旋转被约束，并且

所述刚度提供装置设置在所述内齿圈和所述飞轮之间。

8.根据权利要求2所述用于飞轮减振的设备，其中

所述行星齿轮设置有连接至所述驱动盘的行星架、连接至所述飞轮的内齿圈，其中太阳轮的旋转被约束，并且

所述刚度提供装置分别设置在所述驱动盘与所述行星架之间和所述内齿圈与所述飞轮之间。

9.根据权利要求2所述用于飞轮减振的设备，其中

所述行星齿轮设置有连接至所述驱动盘的行星架、连接至所述飞轮的太阳轮，其中内齿圈的旋转被约束，并且

所述刚度提供装置设置在所述驱动盘和所述行星架之间。

10.根据权利要求2所述用于飞轮减振的设备，其中

所述行星齿轮设置有连接至所述驱动盘的行星架、连接至所述飞轮的太阳轮，其中内齿圈的旋转被约束，并且

所述刚度提供装置设置在所述太阳轮和所述飞轮之间。

11.根据权利要求2所述用于飞轮减振的设备，其中

所述行星齿轮设置有连接至所述驱动盘的行星架、连接至所述飞轮的太阳轮，其中内齿圈的旋转被约束，并且

所述刚度提供装置分别设置在所述驱动盘与所述行星架之间和所述太阳轮与所述飞轮之间。

12.根据权利要求1所述用于飞轮减振的设备，其中

在所述质量块和所述飞轮中形成有钟摆孔，以在所述质量块进行相对旋转的方向上延伸，并且

钟摆辊子能够移动地配合到所述钟摆孔中，使得所述质量块被联接以相对于所述飞轮旋转。

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