CN104295369A - 用于内燃发动机零件总成的噪音抑制设备 - Google Patents

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Abstract

内燃发动机元件包括用于驱动辅助发动机装备的带轮(10)和扭振阻尼器(9)的总成(3)。所述总成(3)适于被固定在发动机曲轴(6)上，其中所述带轮(10)是所谓的分离型，被配置为能够改变其相对所述曲轴(6)和所述扭振阻尼器(9)的旋转角。所述扭振阻尼器(9)部分地定位在带轮(10)中的相应环形的凹陷(30)中，在所述扭振阻尼器(9)与所述带轮(10)之间的所述凹陷(30)中形成环形的腔室(30a)。环形的密封圈(31,40,50,60,70)定位在所述环形的腔室(30a)中并且被配置为将所述环形的腔室(30a)的至少一部分与围绕所述总成(3)的空气隔离开。

Description

用于内燃发动机零件总成的噪音抑制设备
技术领域
本发明涉及一种内燃发动机元件，包括用于驱动辅助发动机装备的带轮和扭振阻尼器的总成，所述总成适于被固定在发动机曲轴上，其中所述带轮被配置为能够在界限内改变其相对所述曲轴和所述扭振阻尼器的旋转角，并且其中所述扭振阻尼器具有被定位在带轮中的相应环形凹陷中的环形部分，在所述凹陷中在所述扭振阻尼器与所述带轮之间形成环形腔室。
背景技术
在现代汽车中，必须最小化每个汽车元件特别是发动机罩下元件所占的空间，因为在过去数十年间对重要辅助装备的数量和复杂性的需求在增加，为汽车设计留下有限的空间。很多元件因此已被设计为有效地共享发动机罩下的空间，特别是或多或少地彼此协作的元件。
对舒适度和耐用性的需要也增加了，鼓励工程师发现对消声和磨损问题的解决方案。
双元件类型已被重新设计为平行以便节省空间且都被安装在同一曲轴末端上，一方面是扭振阻尼器TVD，并且另一方面是用于驱动辅助装备(如发电机、水泵、a/c泵和伺服转向泵)的带轮。因此它们是准备作为一个元件安装在发动机曲轴末端上的总成。
上述双元件可相对紧密地彼此相邻配置，但由于意图驱动来自曲轴的辅助元件的现代带轮装备有用于抑制或分离曲轴的来自带(belt)和辅助装备的振动和波动，TVD和带轮必须在其间留有少量空间，以容许带轮改变其相对TVD的旋转角。这就导致在总成内的双元件之间必须具有腔室。当发动机运转时，总成的该腔室可为人类听力范围内的噪声源。为了抑制从该类型总成产生的噪音，已知将帽或罩放置在整个总成上，这是不期望要的占空间的汽车元件。
发明内容
本发明涉及一种内燃发动机元件，根据以上所述的扭振阻尼器和带轮的总成，所述总成包括定位在TVD与带轮之间环形腔室中的环形密封圈，所述密封圈被配置为将所述环形腔室的至少一部分与围绕所述总成的空气隔离开。
环形密封部件不仅有效地抑制在腔室中产生的噪音，还能阻止污物进入腔室，从而延长了总成的寿命。
在本发明的第一实施例中，其中所述扭振阻尼器具有主要定位(positioned mainly)在所述凹陷中的第二料块，并且其中所述带轮具有弹簧外壳、径向承载凸缘和由所述径向承载凸缘承载的带表面部，它们共同形成所述凹陷，环形第一类型密封圈被配置为包括封靠(sealing against)在所述带表面部上的环形轴向延伸的第一类型密封唇和封靠在所述径向承载凸缘上的环形径向延伸的第二类型密封唇以及将所述第一和第二类型密封唇接合在一起且封靠在所述第二料块上的中间支承密封部段。第一类型密封圈可被浮动地配置在环形腔室中。该第一类型密封圈可由相对简单的工具制成并且在制造中可例如用视觉系统检查它已被装配。
在本发明的第二实施例中，其中所述扭振阻尼器具有主要定位在所述凹陷中的第二料块，环形第二类型密封圈被配置为包括附接在所述凹陷中的环形第一类型紧固部，所述第一紧固部具有被设计为径向接触和滑动地封靠在所述第二料块上的环形的轴向延伸的第三类型密封唇。该第二类型密封圈也可由相对简单的工具制成，可检查它已被装配并且可被压配合。
在本发明的第三实施例中，其中所述扭振阻尼器具有主要定位在所述凹陷中的第二料块承载部，第三类型密封圈被配置为包括附接在所述凹陷中的环形第一类型紧固部，所述第一紧固部具有被设计为轴向接触和滑动地封靠在所述第二料块承载部上的环形的径向延伸的第四类型密封唇。该第三类型密封圈也可由简单工具制成，可检查它已被装配和可被压配合。它仍沿曲轴的轴向封靠在扭振阻尼器毂上。
在作为第二和第三实施例的结合的本发明第四实施例中，其中所述扭振阻尼器具有第二料块和主要定位在所述凹陷中且承载所述第二料块的第二料块承载部，环形第四类型密封圈被配置为包括附接在所述凹陷中的环形第一类型紧固部，所述第一紧固部具有被设计为径向接触和滑动地封靠在所述第二料块环形的轴向延伸的第三类型密封唇上和从所述第一类型紧固部径向延伸出的环形的第四类型密封唇，所述第四类型密封唇被设计为被偏压以轴向接触和滑动地封靠在所述毂第二料块承载部上。第四类型密封圈也可被检查以检查它是否已被装配、可被压配合和双倍密封。它仍然沿曲轴的轴向封靠在扭振阻尼器毂上。
最后，在本发明的第五实施例中，其中所述扭振阻尼器具有主要定位在所述凹陷中的毂第二料块承载部，并且其中所述带轮具有承载带表面的径向承载凸缘，环形第五类型密封圈被配置为包括附接于所述毂第二料块承载部的环形第二类型紧固部。所述第二紧固部具有被设计为被偏压和滑动地封靠在所述带表面径向承载凸缘上的环形的径向延伸的第五类型密封唇。该第五类型密封圈可由简单工具制成，可被压配合并且它仍然沿曲轴轴向封靠在扭振阻尼器毂上。
附图说明
在下文中将参照附图说明本发明的某些示例。
图1示意性地示出带有相关类型总成的内燃发动机。
图2示出根据本发明第一实施例的总成在侧面小角度处的断面。
图3示出与图2相同的实施例但处于直截面。
图4示出本发明第二实施例的断面。
图5示出本发明第三实施例的断面。
图6示出本发明第四实施例的断面。
图7示出本发明第五实施例的断面。
具体实施方式
从图1可看出，本发明涉及一种用于内燃发动机1的零件总成。发动机1在后端处连接于齿轮箱2并且在前端处连接于根据本发明的零件总成(component assembly)3。作为示例，发动机具有六个汽缸，其中每个带有示意性地示出的活塞4和活塞杆5。活塞杆连接于仅示意性地示出中心线的发动机曲轴6，所述设备是众所周知的。在下面，发动机装备有普通的油底盘设备7。零件总成3安装在曲轴6上，被配置为与其一起旋转，定位在曲轴前端8处，并且包括扭振阻尼器(即TVD)9和带轮10，带轮10处于适当位置以驱动带11，带11被配置为驱动安装在发动机上的辅助装备，例如未示出的发电机12和其他装备，如转向伺服泵、A/C压缩机或水泵。
在图2中更详细地示出图1的零件总成3，显示本发明的第一实施例，示出安装时从发动机一侧的小角度处所见的断面。总成3包括所谓的TVD，即扭振阻尼器9，其包括TVD毂(TVD hub)13、基本轴向延伸的环形TVD第二料块14以及TVD毂13的轴向延伸的第二料块承载部15。虽然示出了截面，TVD9和带轮10当然事实上基本旋转对称从而正确地作用。在第二料块承载部15与第二料块14之间设置基本轴向延伸的环形弹性圈16，所述环形弹性圈16将TVD毂第二料块承载部15和TVD第二料块结合在一起。这基本上是非常普通的TVD设计。
总成3还包括带轮，即所谓分离型(decoupled type)的带轮10。带轮10具有带轮第一毂部件17和带轮第二毂部件18，二者通过装配螺栓19(仅示出一个)作为一个单元连接于TVD毂13。从发动机一侧观察，在总成的外侧，装配板部件20也包括在被螺栓连接的总成内。带轮第一毂部件17设计有两个沿直径方向相对定位的驱动器指状件(driver fingers)21，附图中仅示出一个，所述指状件具有在下文中公开的功能。
带轮10还包括容纳两个弯曲螺旋弹簧23(此处仅示出一个)的弹簧外壳22。弹簧外壳22配置在普通轴承24(plain bearing，有时称滑动轴承)上，普通轴承24围绕带轮第二毂部件18同轴地配置。集成在弹簧外壳22中的驱动器指状件21、弯曲螺旋弹簧23、螺旋弹簧末端支承22a全部在分离功能方面协作使得弹簧外壳22经由螺旋弹簧23被驱动器指状件21驱动(均以已知方式)以获得分离功能。弹簧外壳22因此能够在一定的限度内相对曲轴6的角度改变其径向角。这是本领域技术人员已知的分离功能，被配置为减少在曲轴旋转模式下来自带和带轮驱动辅助装备的振动。
弹簧外壳22借助定位在弹簧外壳22与TVD毂13之间的环形盘簧25和定位在弹簧外壳22与带轮第二毂部件18上的末端凸缘27之间的环形垫圈26而在轴承24上轴向保持就位。
径向和同轴地，弹簧外壳22承载带轮的带表面部28，所述带表面部28配置在距弹簧外壳22一定距离处，被从弹簧外壳22径向延伸出的径向带表面承载凸缘29所承载，因此形成了位于弹簧外壳22径向外侧、在径向承载凸缘29旁边且在带轮的带表面部28的径向内侧的凹陷30。
在凹陷30内设置TVD第二料块14、环形弹性圈16以及TVD毂13的轴向延伸的第二料块承载部15的最大部分(lion's part)。由于带轮弹簧外壳22被配置为允许改变其相对曲轴6的旋转角并且因此改变TVD9，因此在凹陷30的壁与TVD第二料块14、环形弹性圈16和毂13的顶部15设置在凹陷中的部分之间必然有一定间隙，即，在它们之间存在腔室30a。腔室30a从盘簧25基本径向地延伸出，基本轴向地经过弹簧外壳22、经过凹陷30和TVD定位在凹陷30内的部分。由于TVD9和带轮10安装在发动机曲轴6的末端上，因此限定腔室的这些不同部分受到轴向和径向的大量振动，使得腔室30a略微改变其外形即摆动。因此会产生噪音，所述噪音有时包含在人类听力范围内的频率。为了抑制在腔室30a内产生的噪音，第一类型的环形密封圈31设置在腔室30a内。密封圈一方面阻止噪音逸出腔室30a，该噪音会干扰车辆附近或内的人类和动物，另一方面阻止污物集中在腔室中。
在图3中可适用，下面示出和所述的细节用于图1和2相同的附图标记表示以示出相应的细节。仅在图4-7中所述的附图标记是重复的，因为除了是环形密封圈的不同实施例外，图3-7是类似的。
如图3可见，环形密封圈31是图2所示的相同的第一类型实施例，定位在腔室30a内，示出了环形的轴向延伸的第一类型密封唇32、环形的径向延伸的第二类型密封唇33和将第一和第二密封唇32和33接合在一起的环形的中间支承密封部段34。第一和第二类型密封唇32、33被设计为滑动和密封地接触凹陷30的内壁，即，相应地带表面部的径向内表面28a和承载凸缘29的轴向内表面29a，并且中间支承密封部段34密封地接触抵靠在TVD第二料块14上。中间部段34能够滑动地抵靠作用在TVD第二料块14上，但也可安放在其上。弹性材料的环形第一类型密封圈31被设计为当安装时被略微拉伸或偏压，使得第一和第二密封唇32、33被挤压和滑动地封靠在凹陷壁上，由中间密封部段34所支承，所述中间密封部段被密封唇32、33偏压在TVD第二料块14上。因此腔室被密封为使得任何东西都应当不能进入或离开腔室，即，在其内部产生的噪音或来自外部的污物。
由于有两个密封唇，确保了密封作用加倍。此外，密封件不一定紧固于任何一个其支承面，因为它被限制在两个部分——一方面是TVD9、另一方面是带轮10之间的凹陷中。这种安装可被称作浮动式安装(floating mounting)。TVD9和带轮10也能够自由改变它们在曲轴上的相对旋转角度，当然是在由带轮10的分离功能决定的自由度比率(freedom ratio)内。
在图3-4中也示出了传动带11。传动带11和带表面部28被设计为带有相应的第一和第二凹槽35、36以便更好的抓握。
在图4中，示出本发明的第二实施例。具有环形第一类型紧固部41的环形第二类型单唇密封圈40在径向承载凸缘29与带表面部28之间的连接处通过其第一类型紧固部41附接在凹陷30内。第一紧固部41可被压配合入凹陷30，但也可使用其它紧固方法例如胶。第一类型紧固部41具有环形的轴向延伸的第三类型密封唇42，其被设计为在腔室30a内径向地接触和滑动地封靠在TVD第二料块14上。与上述第一示例一样，第二类型密封圈40被设计为当安装就位时使得第三类型密封唇42被偏压在TVD第二料块14上。第三类型密封唇42是漏斗状的以简化装配，但它不是必须的。不是必须是的原因可能是例如制造的原因。
在如图5所示的第三实施例中，具有等同于第二实施例的紧固部的环形第一类型紧固部41的环形第三类型密封圈50以与第二实施例相同的方式在径向承载凸缘29与带表面部28之间的连接处通过其第一紧固部41附接在凹陷30内。第一紧固部41可被压配合入凹陷30内，但也可使用其它紧固方法例如胶。第一紧固部41在该实施例中具有环形径向延伸的单个第四类型密封唇51，其被设计为轴向地接触和滑动地封靠在TVD上或更准确地说封靠在TVD13的第二料块承载部15的端面43上，TVD13的所述第二料块承载部15及其端面43在径向上位于环形弹性圈16的内侧和腔室30的内侧。与上述第一示例一样，第三类型密封圈50被设计为当第三类型密封件50被安装就位时使得第四类型密封唇51偏压在TVD第二料块承载部15上。
在图6中示出本发明的第四实施例为第二和第三实施例的结合。具有等同于本发明第二和第三实施例中使用的环形第一类型紧固部41的环形第四类型密封圈60在径向承载凸缘29与带表面部28之间的连接处通过其第一类型紧固部41附接在凹陷30内。当然此时紧固部41也可被压配合入凹陷30，但也可使用其它紧固方法例如胶。第一紧固部41此时也像本发明的第二实施例一样具有同样轴向延伸的第三密封唇42，其径向地地接触和滑动地封靠在TVD第二料块14上。此外，如第三实施例一样，该第四实施例示出从紧固部41径向延伸出的第四类型密封唇51。第四类型密封唇51被设计为被偏压以接触和滑动地密封在TVD上或更准确地说封靠在TVD13的第二料块承载部15的端面43上，端面43位于环形弹性圈16的内侧和腔室30中。第三密封唇42与在第二实施例中一样是漏斗状的以简化装配。
本发明的第五实施例如图7所示，具有环形第二类型紧固部71的环形第五类型密封圈70在径向位于末端内侧的第二料块承载部内侧末端15a处附接于TVD毂13的第二料块承载部15。第二类型紧固部71可被设计为压配合，但可选地以其它方式附接例如胶粘。从第二紧固部71径向向外延伸的第五类型密封圈70具有被设计为被偏压和滑动地封靠在径向承载凸缘29的轴向内表面29a上的环形第五类型密封唇72。
本发明此处不限于附图和如上所述的示例而是受到所附权利要求的限定。因此只要不涉及本发明的相关部分，TVD和分离带轮的细节本身可能各异。由于密封圈及其密封唇的不同实施例都是环形的，因此总成通过密封唇啮合的所有不同部分也都被限定为环形连续的。密封圈可由任何适宜的弹性材料制成，包括塑料或橡胶。此外，密封圈例如可由泡沫或例如可被喷射到总成上的固体如橡胶材料制成。

Claims (9)

1.一种内燃发动机元件，包括用于驱动辅助发动机装备的带轮(10)和扭振阻尼器(9)的总成(3)，所述总成(3)适于被固定在发动机曲轴(6)上，其中所述带轮(10)是所谓的分离型，被配置为能够改变其相对所述曲轴(6)和所述扭振阻尼器(9)的旋转角，并且其中所述扭振阻尼器(9)部分地定位在带轮(10)中的相应环形凹陷(30)中，在所述凹陷(30)中在所述扭振阻尼器(9)与所述带轮(10)之间形成环形的腔室(30a)，
其特征在于：
定位在所述环形的腔室(30a)中的环形的密封圈(31,40,50,60,70)，所述环形的密封圈被配置为将所述环形的腔室(30a)的至少一部分与围绕所述总成(3)的空气隔离开。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机元件，其中所述扭振阻尼器(9)具有大部分定位在所述凹陷(30)中的第二料块(14)，并且其中所述带轮(10)具有弹簧外壳(22)、径向承载凸缘(29)和由所述径向承载凸缘承载的带表面部(28)，形成所述凹陷(30)，其中环形的第一类型密封圈(31)包括封靠所述带表面部(28)的环形的轴向延伸的第一类型密封唇(32)和封靠所述径向承载凸缘(29)的环形的径向延伸的第二类型密封唇(33)以及将所述第一和第二类型密封唇(32和33)接合在一起且封靠所述第二料块(14)的环形的中间支承密封部段(34)。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机元件，其中所述第一类型密封圈(31)浮动地配置在所述环形的腔室中。
4.根据权利要求1所述的内燃发动机元件，其中所述扭振阻尼器(9)具有大部分定位在所述凹陷(30)中的第二料块(14)，其中环形的第二类型密封圈(40)包括附接在所述凹陷(30)中的环形的第一类型紧固部(41)，并且所述第一紧固部(41)具有被设计为径向接触和滑动地封靠所述第二料块(14)的环形的轴向延伸的第三类型密封唇(42)。
5.根据权利要求1所述的内燃发动机元件，其中所述扭振阻尼器(9)具有大部分定位在所述凹陷(30)中的毂第二料块承载部(15)，所述毂第二料块承载部承载第二料块，其中环形的第三类型密封圈(50)包括附接在所述凹陷(30)中的环形的第一类型紧固部(41)，并且所述第一紧固部(41)具有被设计为轴向接触和滑动地封靠所述毂第二料块承载部(15)的环形的径向延伸的第四类型密封唇(51)。
6.根据权利要求1所述的内燃发动机元件，其中所述扭振阻尼器(9)具有第二料块(14)和承载所述第二料块(14)且大部分定位在所述凹陷(30)中的毂第二料块承载部(15)，其中环形的第四类型密封圈(60)包括附接在所述凹陷(30)中的第一类型紧固部(41)，并且所述第一紧固部(41)具有被设计为径向接触和滑动地封靠所述第二料块(14)的环形的轴向延伸的第三类型密封唇(41)以及从所述第一类型紧固部(41)径向延伸的环形的第四类型密封唇(51)，所述第四类型密封唇(51)被设计为被偏压以轴向接触和滑动地封靠所述毂第二料块承载部(15)。
7.根据权利要求4、5或6所述的内燃发动机元件，其中所述密封圈(40,50,60)被压配合在所述凹陷(30)中。
8.根据权利要求1所述的内燃发动机元件，其中所述扭振阻尼器(9)具有大部分定位在所述凹陷(30)中的毂第二料块承载部(15)，并且其中所述带轮(10)具有承载带表面(28)的径向承载凸缘(29)，其中环形的第五类型密封圈(70)包括附接于所述毂第二料块承载部(15)的环形的第二类型紧固部(71)，并且所述第二紧固部(71)具有被设计为被偏压和滑动地封靠所述径向承载凸缘(29)的环形的径向延伸的第五类型密封唇(72)。
9.根据权利要求8所述的内燃发动机元件，其中所述第五类型密封圈(70)被压配合至所述第二料块承载部(15)。
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