CN104471278A - 转速适配式减振器和带有该减振器的扭转振动减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转速适配式减振器和一种带有该减振器的扭转振动减振器，具有围绕旋转轴线旋转的盘部件和多个在所述盘部件上在圆周上布置的减振质量，所述减振质量沿着第一振动角度协调于预定的第一摆动阶次地振动，所述第一振动角度被强制沿着外摆线式的第一摆轨道。为了实现在大的振动角度时对减振质量的止挡同时满足在大的振动角度时充分的振动隔离，在超出所述第一振动角度的第二振动角度处，所述减振质量在一强制产生相对于所述第一摆动阶次改变了的第二摆动阶次的第二摆轨道上被导向。

Description

转速适配式减振器和带有该减振器的扭转振动减振器

技术领域

本发明涉及一种转速适配式减振器和一种带有该减振器的扭转振动减振器，具有围绕旋转轴线旋转的盘部件和多个在所述盘部件上关于圆周布置的减振质量，所述减振质量沿着第一振动角度以预定的第一摆动阶次协调式地振动，所述第一振动角度被强制沿着外摆线式的第一摆轨道。

背景技术

转速适配式减振器例如作为机动车辆中的结构性构造以用于使有扭转振动的驱动系平稳的离心力摆的形式被使用。例如由文献DE 10 2011 086532 A1、DE 10 2010 054 302 A1、DE 10 2010 014 674 A1、WO 2010/127663A1和WO 2011/113 410 A1公开的，这样的离心力摆与其它的驱动系构件相结合并且尤其与另外的隔振装置诸如分体式飞轮、扭振减振器和带非转速适配式减振装置的类似物组合在一起。

减振器的适应转速的减振频率在此情况下通过按照激励源的主阶次对该减振器的摆动阶次进行相应设计而得出，所述激励源例如为带有基本上取决于气缸数的振动阶次的内燃机。该转速适配式减振器的减振质量的摆振动的周期持续时间以及由此该转速适配式减振器的实际振动阶次，在此与减振质量的振动角度相关。对于小的振动角度，该实际振动阶次基本上相应于所设置的协调阶次。随着振动角度增大，实际振动阶次相对于协调阶次的偏差增大。这导致变差的隔离效果。因此设置有减振质量的外摆线式的摆轨道，所述摆轨道能够实现在总振动角度上的相同的协调阶次。在此，发生减振质量在接收所述减振质量的盘部件上的止挡，这使隔离效果显著变差并且损害该离心力摆的强度。因此，在DE 10 2010 049 553 A1中建议：提供一种限制减振质量的振动角度的摩擦装置。但是，同时限制了该离心力摆的性能。

此外，该离心力摆的安装空间被限制，使得相应的摩擦装置承担减振质量的设置在径向外部的布置。

此外表明：在受限的安装空间和带相应的扭转振动负载的、例如具有三个或更少气缸的内燃机的情况下，驱动系的本征模处在车辆的运行状态中也就是说在内燃机的高于怠速转速的转速情况下。在此，相应的谐振可能在转速适配式减振器上发生，该谐振可能导致大的振动角度以及减振质量的与之关联的止挡。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种转速适配式减振器和一种带有该减振器的扭转振动减振器，所述减振器在驱动系的整个运行范围上是有效的并且避免或至少使得几乎不可能出现所述转速适配式减振器的减振质量的止挡。

该目的通过权利要求1、7、8和9的主题实现。

在所建议的转速适配式减振器中，所述减振器带有围绕旋转轴线旋转的盘部件和多个在所述盘部件上在圆周上布置的减振质量，所述减振质量沿着第一振动角度协调于预定的第一摆动阶次地振动，所述第一振动角度被强制沿着外摆线式的第一摆轨道，在超出所述第一振动角度的第二振动角度处，所述减振质量在一强制产生相对于所述第一摆动阶次改变了的第二摆动阶次的第二摆轨道上被导向。在一个优选实施方式中，在此，所述第二摆动阶次小于所述第一摆动阶次。与预定的内燃机的振动阶次和转速适配式减振器的协调于内燃机振动阶次的摆动阶次相关地，所述第一摆动阶次协调于内燃机的相应激励阶次，使得呈具有两个、三个或更多个气缸的四冲程发动机形式的内燃机能够被隔振。因为在这样的内燃机中在扭转振动减振器与转速适配式减振器相结合使用时，驱动系本征模处于内燃机的转速的运行范围内，所以能够借助于由扭转振动减振器(例如在离合器从动盘中的扭振减振器)的组合通过减振质量的振动角度的增大而无止挡趋势地实现将隔振也保持在驱动系的本征模以下。

在此指出：当在第一摆轨道的第一曲率角度上衔接的第二摆轨道的第二曲率角度小于所述第一曲率角度时，也就是说有效作用的振动阶次在大的振动角度时被降低时，可实现大的振动角度而无止挡趋势。对此适宜的是，自摆轨道的外摆线式构型向较小曲率角度方向变化的摆轨道，例如在较大振动角度时的外摆线式摆轨道上衔接的圆弧形摆轨道。

在此，减振质量的摆振动能够被以线摆形式构成，其中，减振质量以预定的摆长度围绕唯一的摆支点振动；或者以梯形摆形式构成，其中，减振质量以预定的摆长度围绕两个在盘部件的圆周方向上间隔开的摆支点振动。

带有预定摆动阶次的外摆线式的摆轨道的第一振动角度能够视可用的安装空间而定被设置在±30°至±60°之间，所述第二振动角度衔接于所述第一振动角度上。所述第二振动角度例如能够被限制到±90°。

所建议的转速适配式减振器能够以优选的方式与传统的扭转振动减振器相组合地使用而没有附加的初级飞轮质量和次级飞轮质量，使得能够提供成本有利且安装空间优化的解决方案。相应的扭转振动减振器在此情况下包含所建议的转速适配式减振器，优选呈离心力摆的形式。为此，可在摩擦离合器的离合器从动盘中构造所建议的带离心力摆的扭转振动减振器。替代地，可设置带离心力摆的摩擦离合器，其中，所述扭转振动减振器可被设置在摩擦离合器的离合器从动盘上。

附图说明

本发明参照图1至图5中所示的实施例而更详细地说明。附图示出：

图1是一种机动车辆的驱动系的示意图，该驱动系带有转速适配式减振器和扭转振动减振器，

图2是不同减振器布置关于其转速的特性的曲线图，

图3是转速适配式减振器的不同摆轨道的示意图示，

图4是示出关于振动角度减小的摆动阶次的曲线图，

以及

图5示出两个基于不同摆动阶次协调后的转速适配式减振器的振动特性的对照图。

具体实施方式

图1中示意性示出的驱动系100被有扭转振动的内燃机驱动。为此，未示出的曲轴驱动具有质量惯性矩J₁的飞轮10。在飞轮10与具有质量惯性矩J₂的第二质量9之间布置有扭转振动减振器8，该扭转振动减振器带有弹簧装置7和摩擦装置6。依据质量惯性矩J₁，J₂的设计，扭转振动减振器8可作为分体式飞轮或作为传统的例如布置在离合器从动盘上或布置在液力变矩器中的扭转振动减振器。扭转振动减振器8被设计为在其用于对内燃机的扭转振动减振的作用方面基本上与内燃机的转速无关，其中，通过例如呈弓形弹簧形式的弹簧装置7，所述摩擦装置能与离心力相关地并且由此与转速相关地改变。优选地，为所述第二质量9配属了转速适配式减振器1。该转速适配式减振器包括盘部件2和两个或更多个相对于盘部件被接收在摆轨道上的减振质量3，所述摆轨道在旋转方向上起作用地布置。驱动系4的其余部分，例如变速器、差速器和车轮以及机动车车身5，借助于相互弹性连接的质量惯性矩J₃，J₄而示意性示出。由于所述质量惯性矩J₁，J₂，J₃，J₄相对于彼此分别弹性附接，该驱动系的特征在于由系统决定的本征模。

减振质量3相对于盘部件2以与内燃机转速相关的频率进行振动，并且在此在按照内燃机的振动阶次、优选主振动阶次设计摆动阶次的情况下，对与转速相关地发生的扭转振动相应地与转速相关地进行消减。为了使设定的摆动阶次在小的和中等的振动角度上的维持得以恒定地保持并且由此实现良好的隔离度，所述减振质量的摆轨道被外摆线式地构成。由于该转速适配式减振器1的狭窄的安装空间，该减振器的减振质量3的振动角度受限制，使得它们在高激励下因此趋于止挡在摆轨道的轨道边界上。为了避免这种情况或至少大程度地限制这种情况，所述摆轨道相对于一中心位置以两部分的形式形成。在围绕所述中心位置的小的和中等的振动角度时保持所述外摆线式、对应于预定摆动阶次的摆轨道，而在大的振动角度时所述摆动阶次被降低，其方式为：所述摆轨道的曲率相对于外摆线式的摆轨道在过渡处被降低。由此，尽管隔离度下降，但是避免了完全干扰该隔离的止挡并且由此避免了噪声，并且避免了对减振器造成负载或者说损害的、所述减振质量在盘部件上的止挡。

图2示出带分项曲线图I，II，III的曲线图11，其横坐标分别表示内燃机转速n的转速带。在分项曲线图I中关于内燃机转速n示出有扭转振动的转速差Δn。在此，曲线12示出内燃机的特性；曲线13示出传统的转速适配式减振器的特性，该减振器带有在总的振动角度上呈外摆线式构造的摆轨道；曲线14示出所建议的转速适配式减振器的特性，所建议的减振器带有衔接于呈外摆线式构造的振动角度区域上的、具有减小的振动阶次的振动角度区域。由于这种构型，从而不发生传统减振器的关于转速而上升的振动角度。分项曲线图II示出所建议的减振器的从属于曲线14的曲线15，关于转速n示出减振质量的振动角度分项曲线图III以曲线16示出关于转速n的摆动阶次PO。由于在小的转速n时出现大的振动角度在此转速时摆动阶次PO降低。

图3以曲线图17示出减振质量的基于一中心位置M的摆轨道的可能构型，由所述中心位置M出发在双方向上，所述减振质量能以关于双箭头18可调整的摆长度L偏转一个振动角度曲线20示出外摆线式的摆轨道，其具有关于总振动角度被均匀设定的曲率半径。曲线19示出圆弧形的摆轨道。曲线21示出所建议的摆轨道，带有：在具有小的振动角度的振动度范围内的外摆线式的摆轨道，和在具有大的振动角度的振动角度区域内的圆弧形摆轨道。振动角度区域与之间的分割线23能够根据最大振动角度(例如60°至90°)而沿双箭头22设定为例如30°至60°。由图4相应地得知：摆动阶次PO相对于振动角度的曲线图29。直至能沿双箭头22调整的分割线23，在振动角度区域上设定为一能沿双箭头18调整的恒定的摆动阶次，该摆动阶次由于例如图3中所示出的曲线21在振动角度区域内的曲率角度变化而导致摆动阶次的可调整的降低。除摆轨道的圆弧形变化之外，还可设置更缩紧的或更扩宽的曲率，使得能沿双箭头24调整摆动阶次。

图5在分项曲线图I中示出转速适配式减振器的传递函数TF，在分项曲线图II中示出关于振动频率ω的振动角度在此，对比示出在大的振动角度时设有符号"x"的传统的转速适配式减振器的曲线27和设有符号"o"的所建议的转速适配式减振器的曲线28。由于所建议的减振器在较低摆动阶次的方向上的失谐，所建议的减振器远离该驱动系的本征模的谐振点25和反谐振点26，使得尽管使隔离度变差，但是不发生减振质量与驱动系的本征模的谐振，由此减振质量的振动角度保持小。

附图标记列表

1    转速适配式减振器

2    盘部件

3    减振质量

4    驱动系的其余部分

5    机动车车身

6    摩擦装置

7    弹簧装置

8    扭转振动减振器

9    质量

10   飞轮

11   曲线图

12   曲线

13   曲线

14   曲线

15   曲线

16   曲线

17   曲线图

18   双箭头

19   曲线

20   曲线

21   曲线

22   双箭头

23   分割线

24   双箭头

25   谐振点

26   反谐振点

27   曲线

28   曲线

29   曲线图

100  驱动系

I    分项曲线图

II   分项曲线图

III  分项曲线图

J₁   质量惯性矩

J₂   质量惯性矩

J₃   质量惯性矩

J₄   质量惯性矩

L    摆长度

M    中心位置

n    转速

Δn  转速差

PO   摆动阶次

TF   传递函数

    振动角度

  振动角度区域

  振动角度区域

Claims (9)

1.转速适配式减振器(1)，具有围绕旋转轴线旋转的盘部件(2)和多个在所述盘部件上在圆周上布置的减振质量(3)，所述减振质量沿着第一振动角度协调于预定的第一摆动阶次地振动，所述第一振动角度被强制沿着外摆线式的第一摆轨道，其特征在于，在超出所述第一振动角度的第二振动角度处，所述减振质量(3)在一强制产生相对于所述第一摆动阶次改变了的第二摆动阶次的第二摆轨道上被导向。

2.如权利要求1所述的转速适配式减振器(1)，其特征在于，所述第二摆动阶次小于所述第一摆动阶次。

3.如权利要求1或2所述的转速适配式减振器(1)，其特征在于，衔接在所述第一摆轨道的第一振动角度区域的第一曲率角度上的、所述第二摆轨道的第二振动角度区域的第二曲率角度小于所述第一曲率角度。

4.如权利要求3所述的转速适配式减振器(1)，其特征在于，所述第二摆轨道圆弧形地形成。

5.如权利要求1至4的任一项所述的转速适配式减振器(1)，其特征在于，所述减振质量(3)以线摆形式相对于所述盘部件(2)偏转地被导向。

6.如权利要求1至4的任一项所述的转速适配式减振器(1)，其特征在于，所述减振质量以梯形摆形式相对于所述盘部件偏转地被导向。

7.扭转振动减振器(8)，用于具有比内燃机的最小运行频率更大的本征模的驱动系，所述扭转振动减振器(8)具有根据权利要求1至6的转速适配式减振器(1)。

8.离合器从动盘，具有如权利要求7所述的扭转振动减振器(8)。

9.摩擦离合器，具有如权利要求1至6的任一项所述的转速适配式减振器(1)。