CN104343890B - 双质量飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双质量飞轮，包括：主动飞轮；从动飞轮，所述从动飞轮能相对所述主动飞轮转动；第一弹性件，所述第一弹性件设于所述主动飞轮与所述从动飞轮之间；以及第二弹性件，所述第二弹性件同样设于所述主动飞轮与所述从动飞轮之间并且在怠速工况下起预减振作用，所述第二弹性件与所述第一弹性件连接并且所述第二弹性件的弹性刚度小于所述第一弹性件，其中所述第一弹性件或所述第二弹性件中的一者与所述主动飞轮连接，而另一者与所述从动飞轮连接。本发明增加了一级预减振机构，能够很好的改善双质量飞轮怠速工况下的振动幅度。

Description

双质量飞轮

技术领域

本发明涉及一种双质量飞轮，具体说涉及一种带有减振机构的双质量飞轮。

背景技术

传统双质量飞轮的结构是主动飞轮通过法兰、弹簧将扭矩传递到从动飞轮。此结构上，只有主减振级,分别在怠速和行驶工况对发动机波动进行波动衰减。由于空间和车辆使用工况的要求，双质量飞轮主减振级工作区域弹簧刚度一般约为6Nm/deg，为一级刚度。

这种单级弹簧的减振器在设计和使用中存在着一个缺陷，即不能同时兼顾减振性能和缓冲性能两个方面对其性能参数的要求。减振器在工作中为了实现降低发动机曲轴系与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系的固有频率，使得传动系的固有频率避开共振点，以降低共振幅度和应力，就需要减振弹簧的刚度要适当的小。为了实现缓和非稳定工况下传动系的扭矩冲击，需要较大的极限工作扭矩，就要求减振弹簧的刚度要适当的大。这些相互矛盾的要求标明，单级的减振弹簧不能完成多种扭振控制任务，而是要求减振弹簧必须随汽车工况的不同而变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双质量飞轮，使得在怠速工况下，双质量飞轮能够对发动机扭转波动有更好的减振效果。

本发明涉及的双质量飞轮包括：主动飞轮；从动飞轮，所述从动飞轮能相对所述主动飞轮转动；第一弹性件，所述第一弹性件设于所述主动飞轮与所述从动飞轮之间；以及第二弹性件，所述第二弹性件同样设于所述主动飞轮与所述从动飞轮之间并且在怠速工况下起预减振作用，所述第二弹性件与所述第一弹性件连接并且所述第二弹性件的弹性刚度小于所述第一弹性件，其中所述第一弹性件或所述第二弹性件中的一者与所述主动飞轮连接，而另一者与所述从动飞轮连接。

作为所述双质量飞轮的可选方案，所述第一弹性件与所述第二弹性件串联连接，所述第一弹性件与所述主动飞轮可接触连接，所述第二弹性件与所述从动飞轮连接。

作为所述双质量飞轮的另一种可选方案，所述第一弹性件有若干个，且各所述第一弹性件均包括首端和尾端，所述第二弹性件也有若干个，分别布置在各所述第一弹性件的首端侧和尾端侧。

作为所述双质量飞轮的再一种可选方案，还包括与所述从动飞轮固定的支撑件，所述支撑件枢轴连接于所述主动飞轮上。

另外可选地，所述支撑件为法兰，所述第一弹性件、所述第二弹性件沿圆周向布置在所述法兰之外。

作为上述双质量方案的一种可选方案，所述主动飞轮的端面上设有突起，所述突起的一个侧面面对所述第一弹性件的一端。

另外可选地，所述法兰还包括沿径向延伸的若干个突出部，且所述突出部的两侧分别与所述第二弹性件连接。

作为上述双质量方案的一种可选方案，所述第一弹性件、所述第二弹性件均为压缩弹簧，所述第一弹性件的小径大于所述第二弹性件的大径。

作为上述技术方案的一种可选方式，所述第二弹性件嵌于所述第一弹性件内。

另外可选地，所述第二弹性件的刚度为0.5~1.5Nm/deg 。

作为上述技术方案的进一步的一种优选方式，所述主动飞轮与所述被动飞轮之间设用于容纳所述第一弹性件、所述第二弹性件的槽和筒套，所述槽与所述筒套卡接，所述筒套包括第一部分和第二部分，所述第一弹性件的一部分嵌在所述槽中，所述第一弹性件的其余部分嵌在所述筒套的第一部分中，所述第二弹性件设在所述筒套的第二部分中，所述筒套的第二部分嵌在所述第一弹性件内。

本发明的有益效果在于：为使在怠速工况下，双质量飞轮能够对发动机扭转波动有更好的减振效果，增加了一级预减振机构，能够很好的改善双质量飞轮怠速工况下的振动幅度。

本发明根据整车的工作特性，在传统双质量飞轮的布置空间内，增加了一级预减振机构，该级预减振机构的刚度约为0.5~1.5Nm/deg，与主减振级形成串联连接。该机构形成的特性保证整车在怠速的工况下，由能够衰减发动机0.5和1阶的振动，使得双质量飞轮有较好的减振效果。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1为本发明涉及的双质量飞轮的在没有预减振机构情况下的结构示意图；

图2-4为本发明涉及的双质量飞轮的从不同角度看到的减振机构和预减振机构的结构示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

本发明涉及的双质量飞轮的减振装置有弹性特性及阻尼特性两部分构成，弹性特性由径向对称分布的圆弧状弹簧组成，在主动飞轮1的驱动下，弹簧被压缩形成弹性特性。阻尼特性由轴向布置的碟形弹簧和阻尼片组成，碟形弹簧产生的压紧力作用在阻尼片上形成阻尼特性。

表现为弹性特性的本发明涉及的双质量飞轮的减振装置又包括减振机构和预减振机构，以下将介绍双质量飞轮弹性部分的结构。

参见图1和2，双质量飞轮主要包括主动飞轮1、支撑件、从动飞轮3、减振机构和预减振机构。在本实施例中，支撑件可选法兰2，法兰2再通过滑动轴承7枢轴连接在主动飞轮1上并相对主动飞轮1转动。从动飞轮3与法兰2为铆接固定连接。减振机构和预减振机构设于主动飞轮1与从动飞轮3之间。可在主动飞轮1的圆盘端面上设置一容纳减振机构和预减振机构的密封空间。

减振机构和预减振机构分别负责不同工况下的减振任务。具体说预减振机构在怠速工况下起预减振作用，在该工况下减振机构不工作。而减振机构在其他工况下起减振作用。在本实施例中，主动飞轮1将扭矩先传递给减振机构，然后由减振机构直接传递给从动飞轮3，或通过预减振机构间接传递给从动飞轮3。而且在怠速工况下，减振机构只负责传递扭矩，但不起减振作用，由预减振机构继续传递扭矩并起预减振作用。

针对汽车怠速工况，增加的预减振机构的刚度约为0.5~1.5Nm/deg，能够很好的满足汽车在怠速工况下对减振弹簧刚度要适当小的要求。在这个小刚度下，可以实现降低发动机曲轴系与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系的固有频率，使得传动系的固有频率避开共振点，以降低共振幅度和应力。

参见图3和4，减振机构包括第一弹性件4，预减振机构包括第二弹性件5，第二弹性件5的弹性刚度小于第一弹性件4。第二弹性件5与第一弹性件4为串联连接，所谓串联连接即指扭矩从一个弹性件传递到另一个弹性件，如从第一弹性件4传递到第二弹性件5，或从第二弹性件5传递到第一弹性件4。当初动力大于第二弹性件5的弹性模量而小于第一弹性件4的弹性模量时，无论是扭矩从第一弹性件4传递到第二弹性件5，还是从第二弹性件5传递到第一弹性件4，都是第二弹性件5受力变形，而第一弹性件4不变形。当初动力大于第一弹性件4的弹性模量时，如果扭矩从第一弹性件4传递到第二弹性件5，则第一弹性件4先受力变形，随后第二弹性件5变形；如果扭矩从第二弹性件5传递到第一弹性件4，则第二弹性件5先受力变形，并进而第一弹性件4受力变形。其中第一弹性件4或所述第二弹性件5中的一者与所述主动飞轮1连接，而另一者与所述法兰2连接，即如果第一弹性件4连接主动飞轮1，则第二弹性件5连接法兰2；或者如果第一弹性件4连接法兰2，则第二弹性件5连接主动飞轮1。这样实现了主动飞轮1－减振机构或预减振机构－法兰2－从动飞轮3的力的传递。

第一弹性件4、第二弹性件5均为弹簧，优选为压缩弹簧。在图示的实施例中，第一弹性件4有若干个，且每一个第一弹性件4均包括首端41和尾端42，第二弹性件5也有若干个，分别布置在各第一弹性件4的各首端侧和各尾端侧，即第二弹性件5的个数是第一弹性件4的两倍，可以满足本发明涉及的双质量飞轮双向旋转时都能预减振。本领域技术人员应理解，第一弹性件4、第二弹性件5也可以按其他数量和串联的方式布置。

参见图3，为本发明涉及的双质量飞轮的减振机构与预减振机构的一种布置方式。第一弹性件4与主动飞轮1可接触连接。具体地，回到图1，主动飞轮1的圆盘端面上设有突起11，突起11的一个侧面面对第一弹性件4的首端41或尾端42。当主动飞轮1旋转时，主动飞轮1可通过突起11将扭矩传递给第一弹性件4。第一弹性件4有两个，沿圆周向围绕于法兰2，其中每一个第一弹性件4的首端41和尾端42均设置有第二弹性件5，法兰2还包括沿径向延伸的若干个突出部31，且突出部31的两侧均分别与第二弹性件5连接。当第二弹性件5将扭矩传递给突出部31时，可使法兰2带动从动飞轮3旋转。

第二弹性件5是比第一弹性件4“软”的弹簧，而且为了方便设置，将第二弹性件5串联于第一弹性件4，同时实现本发明的预减振功能。另外，第二弹性件5比第一弹性件4小。具体说第二弹性件5的大径小于第一弹性件4的小径。因此较小的第二弹性件5嵌于较大的第一弹性件4内。

可通过密封罩6形成主动飞轮1与从动飞轮3之间的密封空间。参见图3、4，在该空间内设槽8和筒套9，第一弹性件4卡嵌槽8中，第二弹性件5设在筒套9内，筒套9的一部分与槽8卡接，另一部嵌套在第一弹性件4内。在本实施例中，第一弹性件4的主体部分（即大部分）卡嵌在槽8中，露出的小部分嵌在筒套9内，筒套9被分为两部分，分别为直径较大的第一部分91和直径较小的第二部分92。第一部分91用于收纳上述第一弹性件4露出的部分，而第二部分92内设有第二弹性件5，并且该第二部分92嵌在第一弹性件4的主体部分中。

在怠速状态下，产生的动力比较小，通过主动飞轮1上的突起11，传递给第一弹性件4，由于第一弹性件4的刚度很大，而动力不足以引起第一弹性件4压缩，因此第一弹性件4在不压缩或即将压缩的情况下就能把动力传递到了第二弹性件5上，刚度较小的第二弹性件5压缩，真正起到了预减振的效果。随后第二弹性件5通过法兰2的突出部31使法兰2转动，进而将动力传到从动飞轮3上。

第二弹性件5的刚度以及阻尼可根据整车的测试来确定最优的组合。筒套9起到了第二弹性件5导轨和支架的作用，通过卡接或其他的连接方式，将第二弹性件5与第一弹性件4连接在一起，以保证高速旋转时，第二弹性件5不会甩出。在怠速的工况下，预减振机构的增加，使得双质量飞轮的刚度很低，如降低到0.5～1.5Nm/deg，能够较好的衰减发动机0.5和1阶的扭矩波动，提高了双质量飞轮的减振效果。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.双质量飞轮，其特征是包括：

主动飞轮（1）；

从动飞轮（3），所述从动飞轮（3）能相对所述主动飞轮（1）转动；

第一弹性件（4），所述第一弹性件（4）设于所述主动飞轮（1）与所述从动飞轮（3）之间；以及

第二弹性件（5），所述第二弹性件（5）同样设于所述主动飞轮（1）与所述从动飞轮（3）之间并且在怠速工况下起预减振作用，所述第二弹性件（5）与所述第一弹性件（4）连接并且所述第二弹性件（5）的弹性刚度小于所述第一弹性件（4），其中所述第一弹性件（4）或所述第二弹性件（5）中的一者与所述主动飞轮（1）连接，而另一者与所述从动飞轮（3）连接。

2.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：所述第一弹性件（4）与所述第二弹性件（5）串联连接，所述第一弹性件（4）与所述主动飞轮（1）可接触连接，所述第二弹性件（5）与所述从动飞轮（3）连接。

3.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：所述第一弹性件（4）有若干个，且各所述第一弹性件（4）均包括首端（41）和尾端（42），所述第二弹性件（5）也有若干个，分别布置在各所述第一弹性件（4）的首端侧和尾端侧。

4.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：还包括与所述从动飞轮（3）固定的支撑件，所述支撑件枢轴连接于所述主动飞轮（1）上。

5.根据权利要求4所述的双质量飞轮，其特征是：所述支撑件为法兰（2），所述第一弹性件（4）、所述第二弹性件（5）沿圆周向布置在所述法兰（2）之外。

6.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：所述主动飞轮（1）的端面上设有突起（11），所述突起（11）的一个侧面面对所述第一弹性件（4）的一端。

7.根据权利要求5所述的双质量飞轮，其特征是：所述法兰（2）还包括沿径向延伸的若干个突出部（31），且所述突出部（31）的两侧分别与所述第二弹性件（5）连接。

8.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：所述第一弹性件（4）、所述第二弹性件（5）均为压缩弹簧，所述第一弹性件（4）的小径大于所述第二弹性件（5）的大径，所述第二弹性件（5）嵌于所述第一弹性件（4）内。

9.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：所述第二弹性件的刚度为0.5~1.5Nm/deg 。

10.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征是：所述主动飞轮（1）与所述从动飞轮之间设用于容纳所述第一弹性件（4）、所述第二弹性件（5）的槽（8）和筒套（9），所述槽（8）与所述筒套（9）卡接，所述筒套（9）包括第一部分（91）和第二部分（92），所述第一弹性件（4）的一部分嵌在所述槽（8）中，所述第一弹性件（4）的其余部分嵌在所述筒套（9）的第一部分（91）中，所述第二弹性件（5）设在所述筒套（9）的第二部分（92）中，所述筒套（9）的第二部分（92）嵌在所述第一弹性件（4）内。