CN104653702B - 双质量飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双质量飞轮，包括第一质量飞轮和第二质量飞轮，其特征在于，所述第一质量飞轮通过串联设置于两者之间的刚度较大的外部扭转减振器和刚度较小的内部扭转减振器驱动所述第二质量飞轮，在所述外部扭转减振器和所述内部扭转减振器之间设置有法兰，所述第一质量飞轮驱动所述外部扭转减振器发生扭转，发生扭转的外部扭转减振器通过法兰使所述内部扭转减振器发生扭转，发生扭转的内部扭转减振器驱动所述第二质量飞轮转动。使用根据本发明的双质量飞轮，当汽车在高速工况下行驶时，能够获得更好的减振效果。

Description

双质量飞轮

技术领域

本申请涉及汽车零部件领域，具体涉及用于汽车中的双质量飞轮。

技术背景

在汽车传动系统中，通常使用双质量飞轮实现减振功能，例如，安装在汽车的发动机和变速器之间的双质量飞轮。

双质量飞轮主要由三部分构成：设置于汽车发动机一侧的第一质量飞轮，设置于变速器一侧的第二质量飞轮以及设置于第一质量飞轮和第二质量飞轮之间的扭转减振器，扭转减振器一般被配置为使双质量飞轮具有很大转角的弧形弹簧的形式。

双质量飞轮的第一质量飞轮被汽车发动机驱动而转动时压缩弧形弹簧，被压缩的弧形弹簧驱动第二质量飞轮，从而将发动机的扭矩传递到第二质量飞轮。这种双质量飞轮的设置可以降低发动机和变速器振动系统的固有频率，以避免在怠速转速时产生共振。

然而，汽车在高速行驶工况下，双质量飞轮高速旋转，双质量飞轮中通过被压缩而传递扭矩的弧形弹簧由于离心力的作用被压在第一质量飞轮的导向槽上。双质量飞轮转速越高，弧形弹簧受到的离心力越大，其被甩压在导向槽上的压紧力以及因此受到的摩擦阻力也越大。这导致弧形弹簧不能被进一步压缩，从而失去减振效果，车辆振动大，产生噪声。

因此，希望能够提高汽车高速行驶工况下双质量飞轮的减振效果。

发明内容

本发明的主要目的是改进汽车中的双质量飞轮的结构，从而改善汽车高速行驶工况下的减振效果，增强乘坐人员的舒适度。

为此，本申请提供了一种双质量飞轮，包括第一质量飞轮和第二质量飞轮，其特征在于，所述第一质量飞轮通过串联设置于两者之间的刚度较大的外部扭转减振器和刚度较小的内部扭转减振器驱动所述第二质量飞轮，在所述外部扭转减振器和所述内部扭转减振器之间设置有法兰，所述第一质量飞轮驱动所述外部扭转减振器发生扭转，发生扭转的外部扭转减振器通过法兰使所述内部扭转减振器发生扭转，发生扭转的内部扭转减振器驱动所述第二质量飞轮转动。

根据优选实施例，所述双质量飞轮包括沿周向均匀分布的两个弧形的外部减振弹簧和沿周向均匀分布的多个内部减振弹簧。根据优选实施例，包括四个或六个内部减振弹簧。

根据优选实施例，所述内部减振弹簧的刚度设计在4Nm/°-14Nm/°之间。

根据优选实施例，所述发生扭转的内部扭转减振器通过机械固定到所述第二质量飞轮上的中间板件驱动所述第二质量飞轮。

根据优选实施例，所述中间板件被铆接或螺钉连接至所述第二质量飞轮。

根据优选实施例，所述双质量飞轮还包括防止所述内部扭转减振器被过度扭转的内部扭转减振器保护装置。

根据优选实施例，当所述内部扭转减振器被变形至预定值时，所述内部扭转减振器保护装置使所述法兰与所述第二质量飞轮上的中间板件刚性接合在一起而同步转动。

根据优选实施例，所述法兰包括止挡部，当所述内部扭转减振器被变形至预定值时，所述法兰的止挡部刚性抵接从而驱动所述中间板件。

根据优选实施例，所述止挡部被与所述法兰一体地形成。

根据优选实施例，所述止挡部与所述法兰单独形成并且刚性紧固到所述法兰。根据优选实施例，所述止挡部通过铆接，螺钉连接或焊接到所述法兰。

根据优选实施例，所述双质量飞轮还包括盖板，所述盖板通过所述止挡部与所述法兰固定地连接。

根据优选实施例，所述法兰和所述中间板件包括当所述内部扭转减振器被变形至预定值时将所述内部扭转减振器锁止并且通过形状配合，卡扣配合或摩擦配合使所述法兰和所述中间板件刚性接合在一起的配合特征。

根据本发明的另一方面，提供了一种汽车，其包括如上所述的双质量飞轮，其中，所述双质量飞轮的第一质量飞轮被与汽车的发动机输出轴固定在一起，并且所述双质量飞轮的第二质量飞轮被与汽车的离合器固定在一起。

使用具有串联设置的外部和内部减振弹簧的根据本发明的双质量飞轮结构，实现了对发动机振动的两级减振，当汽车在高速工况下行驶时，能够获得更好的减振效果。根据本发明的双质量飞轮还设置有内部减振弹簧保护装置，能够更好保护弹簧不被过度压缩，延长弹簧的使用寿命。

附图说明：

本申请的上述特征以及其它特征和优势将在下面参照附图描述的实施例中得到更好的理解。其中：

图1示出了根据本发明优选实施例的双质量飞轮的立体图，其中，第二质量飞轮未示出。

图2示出了图1中的双质量飞轮在移除了第一质量飞轮之后的立体图。

图3示出了图1中的双质量飞轮在移除了盖板和轴套板之后的立体图。

图4示出了图1中的双质量飞轮的剖视端面图，其中移除了双质量飞轮的半体。

具体实施方式

根据本发明的双质量飞轮主要用于，但不仅限于，汽车领域。例如，用于汽车的发动机和变速器之间，实现降低发动机和变速器振动系统的固有频率以及避免在怠速转速时产生共振的功能。

下面结合附图1-4描述根据本发明优选实施例的双质量飞轮100。

根据本发明的双质量飞轮100主要包括与汽车发动机输出轴(未示出)连接的第一质量飞轮即主动飞轮20，与汽车离合器(未示出)连接的第二质量飞轮即从动飞轮(未示出)，以及串联连接在第一质量飞轮20和第二质量飞轮之间的外部扭转减振器60和内部扭转减振器90。

外部扭转减振器60和内部扭转减振器90之间设有法兰70，被第一质量飞轮20压缩的外部扭转减振器60通过法兰70而压缩内部扭转减振器90，从而驱动第二质量飞轮。

根据本发明，外部扭转减振器60被构造成包括刚度很大的弧形的外部减振弹簧64，优选地，外部减振弹簧64可包括套装在一起的内簧和外簧。外部减振弹簧64的个数可以根据需要选定，优选地，如图所示，设有两个外部减振弹簧64。

根据本发明，内部扭转减振器90被构造成包括刚度很小的弧形或直线的内部减振弹簧96。内部减振弹簧96与外部减振弹簧64相比短而轻，且刚度明显小于外部减振弹簧64的刚度。另外，可以理解，根据实际情况，内部减振弹簧96的数目不限于图示的四个，其它数目的内部减振弹簧96可以被设置，例如六个。

如图4所示，第一质量飞轮20包括盘形本体30，环形凸缘40，在盘形本体30的面对着第二质量飞轮的表面突伸出来的环形突部50，以及位于中心的毂部22。

第一质量飞轮20的盘形本体30，环形突部50以及环形凸缘40限定出环形通道24，用于导向外部减振弹簧64的导向槽62布置于所述环形通道24内。环形通道24与图中未示出的第二质量飞轮限定出容置扭转减振器60的封闭的环形空间。

第一质量飞轮20的环形凸缘40包括从其内周面突伸到环形通道24内的限位部42，用于对导向槽62提供周向止挡并且向外部减振弹簧64传递扭矩。两个限位部42设置于环形凸缘40的直径方向上的两端。

相对应地，根据图示实施例，法兰70包括盘形本体72和从盘形本体向外突伸的凸耳部74。法兰70的凸耳部74和第一质量飞轮20的限位部42相对应地位于相邻的外部减振弹簧64之间。

利用上述结构，布置在环形通道24内的弧形弹簧64被第一质量飞轮20的环形凸缘40的限位部42驱动而作用于法兰70的凸耳部74，实现驱动法兰70转动的目的。

根据本发明的双质量飞轮100还包括轴套板80。法兰70通过内部减振弹簧96而驱动轴套板80转动。最后，由于轴套板80与第二质量飞轮(未示出)刚性固定在一起，所以轴套板80的转动导致第二质量飞轮同步转动。

法兰70通过内部减振弹簧96驱动轴套板80转动的具体结构仍参考图4进行详细描述。

在图4中可以看出，在法兰70的本体部72与轴套板80相对应的位置处分别形成有接收内部减振弹簧96的大致长圆形孔76和86。内部减振弹簧96抵靠着第一质量飞轮20的环形突部50的面对着法兰70的上表面而被接纳于法兰70和轴套板80的大致长圆形孔76和86内。这样，第一质量飞轮20的转动不会被传递至内部减振弹簧96，而是法兰70的转动经由大致长圆形孔76的端壁压缩内部减振弹簧96，从而驱动轴套板80与法兰70相同的转动方向转动。

轴套板80被铆接至图中未示出的第二质量飞轮，所以，轴套板80的转动导致第二质量飞轮同步转动。图1-4示出了六个铆接位置82。

以这种方式，根据本发明的双质量飞轮100，实现了将汽车发动机输出轴的转动依次经由第一质量飞轮20，外部减振弹簧64，法兰70，内部减振弹簧96，轴套板80和图中未示出的第二质量飞轮至汽车变速器的传递。

利用这种结构，当汽车在高速工况下行驶时，外部减振弹簧64受到的离心力使其被压到导向槽62上，而失去传递扭转和减振的作用。这时，发动机输出轴的扭矩波动经由第一质量飞轮20直接传递到双质量飞轮100的法兰70上，法兰70通过新增的内部扭转减振器90的内部减振弹簧96将扭矩传递给轴套板80，实现驱动双质量飞轮100的第二质量飞轮转动的目的。也就是说，在这种工况下，发动机的扭矩通过第一质量飞轮20以无缓冲的方式传递到法兰70上，法兰70通过新增的内部扭转减振器90的内部减振弹簧96将发动机扭矩以有缓冲的方式传递给轴套板80从而传递至第二质量飞轮，最后传递至汽车的传动系统。如此，改善了这种工况下汽车的减振效果，增强了乘坐人员的舒适度。

根据本发明的优选实施例，双质量飞轮100进一步包括用于防止内部扭转减振器90的内部减振弹簧96被过度压缩的保护装置。

如图1-4所示，内部减振器90还包括盖板94和将盖板94直接铆接至法兰70的铆钉92。相应地，轴套板80形成有凹口88。从图中可以看出，板94也可包括与内部减振弹簧96对应的开口98。铆钉92的数目和位置可以根据需要进行改变。

这样，当动机的扭矩过大而超过了内部减振弹簧96的传扭能力极限时，轴套板80的凹口88的侧壁与限位铆钉92直接刚性接触。这时，内部减振弹簧96不再起作用，法兰70通过限位铆钉92直接将发动机扭矩传递至轴套板80，因而防止了内部减振弹簧96被过度压缩，改善了减振弹簧的使用条件，同时提高了内部减振弹簧96的使用寿命。

为了既能保证传递高速工况下发动机的扭矩，又能保证高速工况下良好的减振效果，有利地，内部减振弹簧96的刚度设计在4Nm/°-14Nm/°之间。

从图中以及上面的描述可以看出，根据本发明的创新思想，使双质量飞轮的刚度较大的外部减振弹簧与刚度较小的多个内部减振弹簧96串联设置，构成双质量飞轮的两级减振结构，能够在汽车高速行驶工况下改善减振效果。

由于内部减振弹簧刚度小，为了保护内部减振弹簧不会被过度压缩，根据本发明的双质量飞轮还设置有内部减振弹簧保护装置，使得当内部减振弹簧的压缩变形到达某一预定值时，驱动内部减振弹簧的法兰能够刚性地、直接地驱动原本被内部减振弹簧驱动的轴套板。这时，内部减振弹簧不再起作用。

根据图示实施例，所述内部减振弹簧保护装置通过使法兰自身的一部分或固定至法兰的附加部分刚性抵接轴套板来实现其功能。

可选地，任何能够使法兰与轴套板刚性接合的装置都可以使用。例如，在铆钉所在位置，法兰可包括具有相同功能的止挡部，止挡部可与法兰形成为一体或单独形成并且附接于其上。

可选地，内部减振弹簧保护装置可设置成，当内部减振弹簧的压缩变形到达某一预定值时，利用离心力，摩擦力或任何其他机械力的作用，使内部减振弹簧锁止并且将法兰和轴套板刚性接合在一起。

可选地，根据本发明的原理的双质量飞轮可不设置盖板元件。

根据本发明的双质量飞轮也可以采用其它的减振结构，或者可以采用其它形式的减振弹簧的设计和布置位置。

本发明已经关于图示优选实施例进行了详细描述。然而，所有的描述仅是用来进行说明的，不应理解为对发明形式进行任何限制。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (12)

1.一种双质量飞轮，包括第一质量飞轮和第二质量飞轮，其特征在于，所述第一质量飞轮通过串联设置于两者之间的刚度较大的外部扭转减振器和刚度较小的内部扭转减振器驱动所述第二质量飞轮，在所述外部扭转减振器和所述内部扭转减振器之间设置有法兰，所述第一质量飞轮驱动所述外部扭转减振器发生扭转，发生扭转的外部扭转减振器通过法兰使所述内部扭转减振器发生扭转，发生扭转的内部扭转减振器驱动所述第二质量飞轮转动；

所述双质量飞轮还包括防止所述内部扭转减振器内的内部减振弹簧被过度压缩的内部扭转减振器保护装置，当所述内部扭转减振器被变形至预定值时，所述内部扭转减振器保护装置使所述法兰与所述第二质量飞轮上的中间板件刚性接合在一起而同步转动；

当发动机的扭矩超过所述内部减振弹簧的传扭能力极限时，所述内部减振弹簧不再起作用，

所述内部扭转减振器保护装置包括设置于所述法兰上的止挡部，其中，当所述内部扭转减振器被变形至预定值时，所述法兰的止挡部刚性抵接从而驱动所述中间板件。

2.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其中，所述双质量飞轮包括沿周向均匀分布的两个弧形的外部减振弹簧和沿周向均匀分布的多个内部减振弹簧。

3.根据权利要求2所述的双质量飞轮，其中，包括四个或六个所述内部减振弹簧。

4.根据权利要求2所述的双质量飞轮，其中，所述内部减振弹簧的刚度设计在4Nm/°-14Nm/°之间。

5.根据权利要求1-3中任一所述的双质量飞轮，其中，所述发生扭转的内部扭转减振器通过机械固定到所述第二质量飞轮上的中间板件驱动所述第二质量飞轮。

6.根据权利要求5所述的双质量飞轮，其中，所述中间板件被铆接或螺钉连接至所述第二质量飞轮。

7.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其中，所述止挡部被与所述法兰一体地形成。

8.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其中，所述止挡部与所述法兰单独形成并且刚性紧固到所述法兰。

9.根据权利要求8所述的双质量飞轮，其中，所述止挡部通过铆接，螺钉连接或焊接到所述法兰上。

10.根据权利要求8所述的双质量飞轮，其中，所述双质量飞轮还包括盖板，所述盖板通过所述止挡部与所述法兰固定地连接。

11.根据权利要求7所述的双质量飞轮，其中，所述法兰和所述中间板件包括当所述内部扭转减振器被变形至预定值时将所述内部扭转减振器锁止并且通过形状配合，卡扣配合或摩擦配合使所述法兰和所述中间板件刚性接合在一起的配合特征。

12.一种汽车，包括根据权利要求1-11中任一所述的双质量飞轮，其中，所述双质量飞轮的第一质量飞轮被与汽车的发动机输出轴固定在一起，并且所述双质量飞轮的第二质量飞轮被与汽车的离合器固定在一起。