CN104565193B - 一种扭转减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扭转减振器，属于汽车传动系统技术领域。该减振器包括内圈、外圈、减振缓冲器件和一对盖板，内圈设置有多对外凸的第一种卡齿，外圈上设置有多对内凸的第二种卡齿，减振缓冲器件的组数、第一种卡齿的对数和第二种卡齿的对数均相同，内圈装配在外圈的内侧，一对盖板固定连接在外圈的轴向两侧，每对第一种卡齿、每对第二种卡齿和一对盖板之间形成一个容置槽，减振缓冲器件容置于容置槽中；当外圈受到扭转作用力发生转动时，将扭矩传递至减振缓冲器件，减振缓冲器件受压并进一步将扭矩传递至内圈。与现有的扭转减振器相比，该减振器的结构得到简化。

Description

一种扭转减振器
技术领域
本发明涉及汽车传动系统技术领域，特别涉及一种扭转减振器。
背景技术
现有技术中，汽车或混合动力车上广泛采用内燃机作为动力源，并配合传动系统来驱动车辆运行，内燃机到车辆传动系统的转矩是周期变化的，这就使得传动系统中产生扭转振动。如果这一振动的频率与传动系统的自振动频率重合，就会发生共振，对传动系统零件的服役寿命影响较大。
为此，在车辆内燃机曲轴系统中广泛采用的是在曲轴前段安装减振器以提高内燃机性能和服役寿命，减少曲轴各个方向上的振动及振动噪声。如图1所示，现有技术提供了一种扭转减震器，包括：一个与内垫圈2204和扭转盘2206相连的内侧板2202，内侧板2202可以通过焊接、铆接或者螺钉固定的方式固定在离合器盖的某个部分上，以确保扭转减振器1810与离合器盖的连接安全可靠。扭转盘2206可以包含一个或多个弹簧2208，扭转盘2206也可以与外垫圈2210和外侧板2212连接，内垫圈2204和外垫圈2210可以增强吸收振动的能力。扭转盘2206通过花键或者齿2216与变速器的输入轴相连接。弹簧2208部分设置在内侧板2202的多个凹槽2220内，这样扭转盘2206在转动时可以与离合器盖发生一个小角度的相对转动。该扭转减振器结构比较复杂，且整个扭转减震器的扭转角度受限于内侧板2202上的凹槽2220的直线槽2230的长度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种结构简单的扭转减振器。
本发明提供的扭转减振器包括内圈、外圈、减振缓冲器件和一对盖板，所述内圈设置有多对外凸的第一种卡齿，所述外圈上设有多对内凸的第二种卡齿，所述减振缓冲器件的组数、第一种卡齿的对数和第二种卡齿的对数均相同，所述内圈装配在所述外圈的内侧，所述一对盖板固定连接在所述外圈的轴向两侧，每对所述第一种卡齿、每对所述第二种卡齿和一对盖板之间形成一个容置槽，所述减振缓冲器件容置于所述容置槽中；
当所述外圈受到扭转作用力发生转动时，将扭矩传递至所述减振缓冲器件，所述减振缓冲器件受压并进一步将扭矩传递至所述内圈。
作为优选，所述容置槽的边缘呈圆角。
作为优选，还包括多对限位块，所述限位块的对数与所述容置槽的个数相同，自然状态下，所述限位块与所述减振缓冲器件的边缘留有间隙。
作为优选，每组所述减振缓冲器件包括第一种弹性部件和一对垫片，所述一对垫片分别于轴向贯穿在所述容置槽的两侧，所述一对垫片的边缘与所述容置槽的边缘相互契合，所述第一种弹性部件设置在所述一对垫片中间，自然状态下，所述第一种弹性部件具有预紧力。
作为优选，还包括导向轴，所述导向轴为两端部分直径小于中间部分的阶梯轴，在所述导向轴两端部分和中间部分之间形成两个第一种肩台，所述垫片的中心开有通孔，所述通孔的直径与所述导向轴两端部分的直径相同，使得所述导向轴利用其两端部分与所述垫片构成滑动副，所述导向轴两端部分分别与所述容置槽的两边缘之间具有间隙，自然状态下，所述第一种弹性部件的长度大于所述一对垫片之间的长度，使得所述两个第一种肩台分别与所述一对垫片之间具有间隙。
作为优选，所述导向轴中心开设有通孔，使得所述导向轴两端部分分别与一对垫片之间形成的间隙连通。
作为优选，所述扭转减振器还包括多对阻尼器件，每对所述阻尼器件包括第一摩擦部件和第二摩擦部件，所述第一摩擦部件设置在所述内圈的外侧，所述第二摩擦部件设置在所述外圈的内侧，当所述内圈和外圈之间发生相对扭转时，所述第一摩擦部件和第二摩擦部件之间产生的摩擦力阻碍所述内圈和外圈之间的相对扭转运动。
作为优选，所述扭转减震器还包括第二种弹性部件，所述第二种弹性部件的刚度小于所述第一种弹性部件的刚度，所述内圈还设置有外凸的第三种卡齿，所述第三种卡齿上开设有盲孔，所述第二种弹性部件的一端抵顶于所述盲孔底部，所述第二种弹性部件另一端抵顶于所述第一摩擦部件，通常情况下，所述第二种弹性部件具有预紧力。
作为优选，所述第一摩擦部件包括摩擦板和装设圈，所述盲孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括第一段通孔和第二段盲孔，于所述第一段通孔和第二段盲孔之间形成第二种肩台，所述第二段盲孔的直径等于所述第二种弹性部件的直径，所述装设圈的内径等于所述第二种弹性部件的直径，所述装设圈的外径等于所述第一段通孔的直径，所述装设圈的厚度等于所述第二种肩台的宽度，所述第二种弹性部件的一端抵顶于所述第二段盲孔底部，所述第二种弹性部件的另一端抵顶于所述摩擦板。
本发明提供的扭转减振器包括装配在一起的内圈和外圈，通过对内圈和外圈的形状进行设计，使得设在内圈上外凸的第一种卡齿、设在外圈上内凸的第二种卡齿之间形成能够容置减振缓冲器件的容置槽，当外圈受到扭转作用力而发生转动时，将扭矩传递至减振缓冲器件，减振缓冲器件受压并进一步将扭矩传递至内圈，既能够在传递扭矩的过程中实现减振的效果，与现有技术中的扭转减振器相比，结构也得到简化。此外，应用该结构后，内圈中心预留的空间较大，可以增加内圈中心花键的齿数，因此，能够用于传递更大的扭矩。
附图说明
图1为现有技术中的扭转减振器的爆炸图；
图2为本发明实施例提供的扭转减振器的局部剖视结构示意图；
图3为图1中B部分的局部放大结构示意图；
图4为图1中A-A向旋转剖视结构示意图；
图5为图4中G部分的局部放大结构示意图；
图6为图2中C部分的局部放大结构示意图；
图7为图2中D部分的局部放大结构示意图；
图8为图7中E部分的局部放大结构示意图；
图9为图7中F部分的局部放大结构示意图；
图10为图2中H部分的局部放大结构示意图；
图11为本发明实施例提供的扭转减振器的爆炸图；
具体实施方式
为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
参见附图2、附图6和附图10，本发明实施例提供的扭转减振器包括内圈5、外圈7、减振缓冲器件和一对盖板10，内圈5设置有多对外凸的第一种卡齿17，外圈7上设有多对内凸的第二种卡齿18，减振缓冲器件的组数、第一种卡齿17的对数和第二种卡齿18的对数均相同，内圈5装配在外圈7的内侧，一对盖板17固定连接在外圈7的轴向两侧，每对第一种卡齿17、每对第二种卡齿18和一对盖板10之间形成一个容置槽，减振缓冲器件容置于容置槽中；当外圈7受到扭转作用力发生转动时，将扭矩传递至减振缓冲器件，减振缓冲器件受压并进一步将扭矩传递至内圈5。
本发明提供的扭转减振器包括装配在一起的内圈5和外圈7，通过对内圈5和外圈7的形状进行设计，使得设在内圈5上外凸的第一种卡齿17、设在外圈7上内凸的第二种卡齿18之间形成能够容置减振缓冲器件的容置槽，当外圈7受到扭转作用力而发生转动时，将扭矩传递至减振缓冲器件，减振缓冲器件受压并进一步将扭矩传递至内圈5，既能够在传递扭矩的过程中实现减振的效果，与现有技术中的扭转减振器相比，结构也得到简化。此外，应用该结构后，内圈5中心预留的空间较大，可以增加内圈5中心花键的齿数，因此，能够用于传递更大的扭矩。
其中，容置槽的边缘呈圆角，从而避免出现应力集中而降低本发明实施例提供的扭转减振器的服役寿命。
本发明实施例提供的扭转减振器还包括多对限位块9，附图6中的一对限位块分别为9a和9b，限位块的对数与容置槽的个数相同，自然状态下，限位块与减振缓冲器件的边缘留有间隙。在容置槽两侧分别设置限位块的作用是，当减振缓冲器件受压时，其有可能相对于外圈7产生一个很小的相对运动，此时，限位块9a和限位块9b由于其高度大于容置槽与外圈7周向的间距，无论其从左方触碰到限位块9a，还是从右方触碰到限位块9b，其相对于外圈7的相对运动都将被阻止，从而，减小减振缓冲器件的振幅。
参见附图2、附图6、和附图10，每组减振缓冲器件包括第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)和一对垫片1，一对垫片1分别于轴向贯穿在容置槽的两侧，其中，从附图10可以看出，当卸下其中一个盖板10时，垫片1的形状与附图6中显示的垫片1的形状完全相同，由此，可以说明一对垫片1是在容置槽的两侧是沿轴向贯穿的。一对垫片1的边缘与容置槽的边缘相互契合，从而，在自然状态下，一对垫片1与容置槽之间没有空隙，避免了由容置槽与一对垫片的相互配合而造成的振动。第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)设置在一对垫片1中间，自然状态下，第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)具有预紧力，此时，第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)能够使一对垫片1的外缘紧贴在容置槽的两侧。此时，以图2中C部分为例，当外圈7受到逆时针扭转作用力时，弹簧8左侧的垫片1首先受到向右的推力，具有向右的运动趋势，使得弹簧8具有产生一个很小的向右的压缩量，对处于弹簧8右侧的垫片1产生向右的推力，在该推力的作用下，内圈5在处于弹簧8右侧的垫片1的推动下，跟随外圈7也做逆时针扭转，至此，完成了扭矩传递。在这种情况下，即使弹簧8仅产生一个很小的向右的压缩量，其也会产生微弱的振动。
参见附图2和附图7～9，本发明实施例提供的扭转减振器还包括导向轴2，导向轴2为两端部分直径小于中间部分的阶梯轴，在导向轴2两端部分和中间部分之间形成两个第一种肩台，垫片1的中心开有通孔，通孔的直径与导向轴2两端部分的直径相同，使得导向轴2利用其两端部分与垫片1构成滑动副，导向轴2两端部分分别与容置槽的两边缘之间具有间隙，自然状态下，第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹簧为弹簧8)的长度大于一对垫片1之间的长度，使得两个第一种肩台分别与一对垫片1之间具有间隙(在附图8中，该间隙为S1，在附图9中，该间隙为S2)。设置在导向轴2两端部分与容置槽的两边缘之间的间隙和两个肩台分别与一对垫片1之间的间隙S1和S2能够为第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)预留出产生压缩量的空间，从而为第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)吸收冲击载荷创造条件。导向轴2在为第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)导向的同时，当本发明实施例提供的扭转减振器处于高速旋转时，会产生离心力，该导向轴2能够防止第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)在离心力作用下弯曲、变形、脱落。此外，由于导向轴2的两个肩台与一对垫片1之间的间隙S1和S2很小，能够防止第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)由于压缩量过大而振动。
参见附图7，导向轴2中心还开设有通孔，使得导向轴2两端部分分别与一对垫片1之间形成的间隙连通。在第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件为弹簧8)受压后，导向轴2可能也会在一对垫片1之间滑动，这种滑动会使导向轴2两端部分分别与一对垫片1之间形成的间隙不再对称，而导致两间隙内产生一个很小的气压差，但是，开设在导向轴2中心的通孔能够起到平衡这个很小的气压差的作用，因此，能够避免由该很小的气压差导致的振动。
参见附图2、附图3～附图5，本发明实施例提供的扭转减振器还包括多对阻尼器件，每对阻尼器件包括第一摩擦部件和第二摩擦部件，第一摩擦部件设置在内圈5的外侧，第二摩擦部件设置在外圈7的内侧，当内圈5和外圈7之间发生相对扭转时，第一摩擦部件和第二摩擦部件之间产生的摩擦力阻碍内圈5和外圈7之间的相对扭转运动。此时，仍然以图2中C部分为例，当外圈7受到逆时针扭转作用力时，弹簧8左侧的垫片1首先受到向右的推力，具有向右的运动趋势，使得弹簧8具有产生一个向右的压缩量的趋势，但是，由于第一摩擦部件和第二摩擦部件的摩擦，弹簧8产生的向右的压缩量的趋势没有办法真正形成压缩量，此时，对处于弹簧8右侧的垫片1产生向右的推力是由弹簧8产生的向右的压缩量的趋势提供的，在该推力的作用下，内圈5在处于弹簧8右侧的垫片1的推动下，跟随外圈7也做逆时针扭转，至此，完成了扭矩传递。在这种情况下，如果第一摩擦部件和第二摩擦部件之间摩擦足够大，能够完全阻止弹簧8产生向右的压缩量，就能够完全避免该扭转减振器的振动。因此，需要第一摩擦部件和第二摩擦部件由耐磨且摩擦力较大的材料制成，至少是需要第一摩擦部件和第二摩擦部件的接触面由耐磨且摩擦力较大的材料制成。即使第一摩擦部件和第二摩擦部件之间的摩擦不足以完全阻止弹簧8产生向右的压缩量，其也能够减小弹簧8产生的向右的压缩量，即该阻尼器件能够提供二级减振，甚至有可能完全避免振动。其不足之处在于，随着启用次数的不断增加，第一摩擦部件和第二摩擦部件之间的摩擦力会逐渐减小，而影响其阻尼效果。因此，需要频繁更换第一摩擦部件和第二摩擦部件。
其中，本发明实施例提供的扭转减震器还包括第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的刚度小于第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)的刚度，内圈5还设置有外凸的第三种卡齿12，第三种卡齿12上开设有盲孔，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的一端抵顶于盲孔底部，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)另一端抵顶于第一摩擦部件，通常情况下，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)具有预紧力。之所以需要第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的刚度小于第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)的刚度，是因为，只有在这种情况下，当外圈7受到扭转作用力时，第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)才有可能产生运动趋势。反之，如果第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的刚度大于第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)的刚度，第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)不能产生运动趋势，就会导致由第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)无法实现缓冲作用。在此情况下，由于第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)具有预紧力，能够对第一摩擦部件产生径向推力，即能够增大第一摩擦部件和第二摩擦部件之间的压力，因此，能够使第一摩擦部件和第二摩擦部件的阻尼作用更好。与没有设置第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)时相比，能够明显降低更换第一摩擦部件和第二摩擦部件的频率。其不足之处在于，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)与第一摩擦部件之间只是简单的抵顶关系，在第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)与第一摩擦部件之间容易出现打滑的现象而影响阻尼效果。为了减小第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)与第一摩擦部件之间出现打滑的可能性，可以将第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)一端连接至盲孔底部，而另一端连接至第一摩擦部件，但是，当第二种弹性部件为弹簧3时，弹簧3与盲孔底部或者第一摩擦部件的接触面积很小，效果也不十分理想。
其中，第一摩擦部件包括摩擦板4和装设圈15，盲孔为阶梯孔，阶梯孔包括第一段通孔14和第二段盲孔12，于第一段通孔14和第二段盲孔12之间形成第二种肩台13，第二段盲孔12的直径等于第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的直径，装设圈15的内径等于第二种弹性(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)部件的直径，装设圈15的外径等于第一段通孔14的直径，装设圈15的厚度等于第二种肩台13的宽度，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的一端抵顶于第二段盲孔12底部，第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的另一端抵顶于摩擦板4。在这种情况下，由于该装设圈15伸入到第一段通孔14中，并且第一段通孔14与第二段盲孔12之间具有第二种肩台13，第一段通孔14的外壁与装设圈15之间具有能够避免摩擦板4与第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)相对于打滑的阻力，因此，既能保证第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)对摩擦板4产生的压力，也能避免摩擦板4与第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)之间产生打滑。
此外，为了保证摩擦板4与装设圈15之间的连接刚度，摩擦板4和装设圈15可以通过吹塑或者切削等工艺一次成型，在这种情况下，它们之间没有焊接接头，因此能够增强摩擦板4与装设圈15之间的连接刚度。为了更进一步减小摩擦板4与装设圈15之间的应力集中效应，需要摩擦板4与装设圈15的连接处采用圆滑过渡。
再者，第一种弹性部件(本实施例中，第一种弹性部件是弹簧8)和第二种弹性部件(本实施例中，第二种弹性部件是弹簧3)的设置数量可以根据需要达到的减振效果而做出调整。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种扭转减振器，包括内圈、外圈、减振缓冲器件和一对盖板，所述内圈设置有多对外凸的第一种卡齿，所述外圈上设置有多对内凸的第二种卡齿，所述减振缓冲器件的组数、第一种卡齿的对数和第二种卡齿的对数均相同，所述内圈装配在所述外圈的内侧，所述一对盖板固定连接在所述外圈的轴向两侧，每对所述第一种卡齿、每对所述第二种卡齿和一对盖板之间形成一个容置槽，所述减振缓冲器件容置于所述容置槽中；
当所述外圈受到扭转作用力发生转动时，将扭矩传递至所述减振缓冲器件，所述减振缓冲器件受压并进一步将扭矩传递至所述内圈；
每组所述减振缓冲器件包括第一种弹性部件和一对垫片，所述一对垫片分别于轴向贯穿在所述容置槽的两侧，所述一对垫片的边缘与所述容置槽的边缘相互契合，所述第一种弹性部件设置在所述一对垫片中间，自然状态下，所述第一种弹性部件具有预紧力；
其特征在于，
还包括导向轴，所述导向轴为两端部分直径小于中间部分的阶梯轴，在所述导向轴两端部分和中间部分之间形成两个第一种肩台，所述垫片的中心开有通孔，所述通孔的直径与所述导向轴两端部分的直径相同，使得所述导向轴利用其两端部分与所述垫片构成滑动副，所述导向轴两端部分分别与所述容置槽的两边缘之间具有间隙，自然状态下，所述第一种弹性部件的长度大于所述一对垫片之间的长度，使得所述两个第一种肩台分别与所述一对垫片之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，所述容置槽的边缘呈圆角。
3.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，还包括多对限位块，所述限位块的对数与所述容置槽的个数相同，自然状态下，所述限位块与所述减振缓冲器件的边缘留有间隙。
4.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，所述导向轴中心开设有通孔，使得所述导向轴两端部分分别与一对垫片之间形成的间隙连通。
5.根据权利要求1所述的扭转减振器，其特征在于，还包括多对阻尼器件，每对所述阻尼器件包括第一摩擦部件和第二摩擦部件，所述第一摩擦部件设置在所述内圈的外侧，所述第二摩擦部件设置在所述外圈的内侧，当所述内圈和外圈之间发生相对扭转时，所述第一摩擦部件和第二摩擦部件之间产生的摩擦力阻碍所述内圈和外圈之间的相对扭转运动。
6.根据权利要求5所述的扭转减振器，其特征在于，还包括第二种弹性部件，所述第二种弹性部件的刚度小于所述第一种弹性部件的刚度，所述内圈还设置有外凸的第三种卡齿，所述第三种卡齿上开设有盲孔，所述第二种弹性部件的一端抵顶于所述盲孔底部，所述第二种弹性部件另一端抵顶于所述第一摩擦部件，通常情况下，所述第二种弹性部件具有预紧力。
7.根据权利要求6所述的扭转减振器，其特征在于，所述第一摩擦部件包括摩擦板和装设圈，所述盲孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括第一段通孔和第二段盲孔，于所述第一段通孔和第二段盲孔之间形成第二种肩台，所述第二段盲孔的直径等于所述第二种弹性部件的直径，所述装设圈的内径等于所述第二种弹性部件的直径，所述装设圈的外径等于所述第一段通孔的直径，所述装设圈的厚度等于所述第二种肩台的宽度，所述第二种弹性部件的一端抵顶于所述第二段盲孔底部，所述第二种弹性部件的另一端抵顶于所述摩擦板。
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