CN103758912A - 一种电流变液扭振减振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种电流变液扭振减振器。包括环形外壳、惯性圆盘，环形外壳开有环形槽，惯性圆盘置于环形槽中，环形外壳的环形槽外设置端盖，惯性圆盘与环形槽的一对相对的壁面上通过绝缘套嵌装第一环形正负电极板，环形外壳与惯性圆盘的间隙中填充电流变液，第一环形正负电极板的导线引出后与控制柜相连接，在环形外壳和端盖的端面安装有散热片。本发明的电流变液扭振减振器，能使发动机曲轴在共振频率及其他频率下运转时都能达到良好的减振效果。

Description

一种电流变液扭振减振器

技术领域

本发明涉及的是一种用于消减发动机曲轴扭转振动的减振器，尤其是一种电流变液扭振减振器。

背景技术

在发动机运转过程中，曲轴的各曲拐上受到一定周期性变化的扭矩作用，使曲轴产生强迫扭转振动。当曲轴的强迫扭振频率与自由扭振频率相同或成整数倍时，曲轴会发生强烈的扭转振动，产生共振。共振时扭转振幅增大，引起转速波动变大，导致传动机构磨损加剧，噪音增强，发动机功率下降，机械抖动等等。如果扭振引起的曲轴附加应力超过一定限度时，还会使曲轴发生疲劳断裂。

为了消减曲轴的扭转振动，目前应用最多的措施就是加装橡胶减振器和硅油减振器，它们都属于阻尼减振器，其主要原理是依靠固体的摩擦阻尼或液体的粘性阻尼来吸收干扰力矩输入系统的振动能量，以减小振动。但是，其阻尼特性不可调节的，无法根据发动机不同的工作状况提供最佳阻尼，不能达到最佳减振效果。

名称为“发动机磁流变扭振减振器”(CN102168736A)的专利文件中，公布了一种磁流变扭振减振器，其结构为在环形壳体内设有惯性圆盘，减磨衬套。惯性圆盘装有励磁线圈，在惯性圆盘和环形壳体的间隙中充满磁流变液。此装置通过改变电流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达到比硅油减振器更好的减振效果。但其惯性圆盘中的励磁线圈制作及安装复杂，实施比较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能使发动机曲轴在共振频率及其他频率下运转时都能达到良好的减振效果，结构简单、易于实施的电流变液扭振减振器。

本发明的目的是这样实现的：

包括环形外壳、惯性圆盘，环形外壳开有环形槽，惯性圆盘置于环形槽中，环形外壳的环形槽外设置端盖，惯性圆盘与环形槽的一对相对的壁面上通过绝缘套嵌装第一环形正负电极板，环形外壳与惯性圆盘的间隙中填充电流变液，第一环形正负电极板的导线引出后与控制柜相连接，在环形外壳和端盖的端面安装有散热片。

本发明还可以包括：

1、惯性圆盘与端盖相对的面上通过绝缘套嵌装第二环形正负电极板，第二环形正负电极板的导线引出后与控制柜相连接。

2、惯性圆盘与环形槽的另一对相对的壁面之间设置减磨衬套。

3、环形外壳和端盖上均开有导线引出孔，安装在环形外壳和端盖上的环形电极板的导线从导线引出孔引出；惯性圆盘中开有导线引出孔，惯性圆盘的端部设置电刷，安装在惯性圆盘上的环形电极板的导线从导线引出孔引致电刷，通过电刷引出，环形外壳上开有电刷安装孔。

本发明的电流变液扭振减振器，能使发动机曲轴在共振频率及其他频率下运转时都能达到良好的减振效果。本发明的主要技术特点包括：

环形正电极板和环形负电极板通过绝缘套分别嵌装在惯性圆盘外壁和环形外壳内壁。环形外壳、端盖、惯性圆盘和减磨衬套分别做绝缘处理。

环形外壳端面和端盖端面装有散热片，提高装置的散热能力。当电流变液体的温度升高时，表观粘度降低，即使电场电压很高，也不易保证较高的阻尼力。此外,高温下工作液乳化,产生的气泡会导致电场击穿,使阻尼力突降,不能保证连续稳定的阻尼。散热能力的提高，减少了电流变液由于过早失效而引起减振效果的降低和使用寿命的缩短。

惯性圆盘内部布有导线，而惯性圆盘与环形外壳之间存在相对运动，因此，采用了电刷来解决导线的引出问题。

本发明的基本原理是：减振器的壳体固联在曲轴上与曲轴系统一起运动，当曲轴系统发生扭振时,由于惯性圆盘转动惯量较大,它的运动总是滞后于壳体的运动,此时间隙中电流变液的黏性阻尼就会消耗振动能量,从而达到减弱曲轴系统扭转振动的目的。在外加电场的作用下，电流变液体的黏度发生变化，且随电压的增加而增大，从而可以改变扭振减振器的阻尼特性（减振器的相对阻尼），达到最佳的减振效果。

本发明的优点在于：

1、与现有的磁流变液扭振减振器相比，用环形电极板代替了数量较多的导电线圈，省去了复杂的导电线圈制造和安装工艺。环形外壳分为两部分制造，右侧端盖可在内部结构安装完毕后用螺栓与环形外壳主体固定。整个装置的加工制造和安装都更简单，易于实施。

2、采用电压调节来改变电流变液的阻尼特性，这种转变极为迅速，瞬时可控，能耗较小，可与控制端结合实现实时控制。发动机曲轴在共振频率及其他频率下都能达到良好的减振效果。

3、在减振器的环形外壳两个端面加装散热片，提高装置的散热能力，延长了扭振减振器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明设计的电流变液扭振减振器的1/2主剖视图。

图2为本发明设计的电流变液扭振减振器的侧视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案进一步详细描述：

本发明提供的一种电流变液扭振减振器，是在传统的硅油减振器上加以改进而又与之有本质的区别。由于电流变液的粘度可随其所在电场电压的变化而变化，本发明采用了电流变液取代传统的硅油。可通过改变电极电压来调节扭振减振器的阻尼特性，使发动机曲轴在共振频率及其他频率下都能达到良好的减振效果。

结合图1。环形外壳7和惯性圆盘3可通过模具成型加工完成，然后在环形外壳7内壁和惯性圆盘3外壁加工出较浅的凹槽，再分别加工出导线引出孔6、8、13。环形外壳7、惯性圆盘3、端盖10和减磨衬套15分别做绝缘处理。将环形正电极板4和环形负电极板5通过绝缘套分别嵌装在惯性圆盘外壁和环形外壳内壁的凹槽里，环形正电极板11和环形负电极板12通过绝缘套分别嵌装在惯性圆盘侧壁和端盖内壁的凹槽里，电极板导线分别通过导线引出孔6、8、13引出。由于惯性圆盘3与环形外壳7之间存在相对运动，采用了电刷20来解决惯性圆盘3内的导线引出问题，导线引出后与控制端相连接，环形外壳7上有电刷安装孔20。端盖10通过螺钉9与环形外壳7联接，在环形外壳7和惯性圆盘3之间安装三道密封圈2、在环形外壳7与端盖10之间设置垫片16以防止电流变液14泄漏。安装完毕之后，通过注液孔17向装置内部注入电流变液14。考虑到散热的问题，在环形外壳7和端盖10端面加装散热片1，具体布置如图2所示。环形外壳还有法兰螺栓安装孔18。

当曲轴系统发生扭振时,由于惯性圆盘转动惯量较大,它的运动总是滞后于壳体的运动,此时间隙中电流变液的黏性阻尼就会消耗振动能量。控制端通过导线给电极板加上合适的电压，在电场的作用下，电流变液体的黏度发生变化，为此时曲轴的工作状况提供最佳阻尼特性，达到最佳的减振效果。

Claims (5)

1.一种电流变液扭振减振器，包括环形外壳、惯性圆盘，其特征是：环形外壳开有环形槽，惯性圆盘置于环形槽中，环形外壳的环形槽外设置端盖，惯性圆盘与环形槽的一对相对的壁面上通过绝缘套嵌装第一环形正负电极板，环形外壳与惯性圆盘的间隙中填充电流变液，第一环形正负电极板的导线引出后与控制柜相连接，在环形外壳和端盖的端面安装有散热片。

2.根据权利要求1所述的电流变液扭振减振器，其特征是：惯性圆盘与端盖相对的面上通过绝缘套嵌装第二环形正负电极板，第二环形正负电极板的导线引出后与控制柜相连接。

3.根据权利要求1或2所述的电流变液扭振减振器，其特征是：惯性圆盘与环形槽的另一对相对的壁面之间设置减磨衬套。

4.根据权利要求1或2所述的电流变液扭振减振器，其特征是：环形外壳和端盖上均开有导线引出孔，安装在环形外壳和端盖上的环形电极板的导线从导线引出孔引出；惯性圆盘中开有导线引出孔，惯性圆盘的端部设置电刷，安装在惯性圆盘上的环形电极板的导线从导线引出孔引致电刷，通过电刷引出，环形外壳上开有电刷安装孔。

5.根据权利要求3所述的电流变液扭振减振器，其特征是：环形外壳和端盖上均开有导线引出孔，安装在环形外壳和端盖上的环形电极板的导线从导线引出孔引出；惯性圆盘中开有导线引出孔，惯性圆盘的端部设置电刷，安装在惯性圆盘上的环形电极板的导线从导线引出孔引致电刷，通过电刷引出，环形外壳上开有电刷安装孔。

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