CN105393024A - 降低噪音的具有双作用弹簧系统的隔离器 - Google Patents

降低噪音的具有双作用弹簧系统的隔离器 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于与发动机特别是与由MGU(马达-发电机单元)或马达通过环状驱动构件辅助或起动的发动机一起使用的隔离器。其包括双作用弹簧系统，双作用弹簧系统用于使曲轴带轮与曲轴处的扭转振动隔离，并且在极端情况下，比如在发动机起动期间和发动机曲轴相对于带轮加速或减速期间，以及当隔离器在发动机曲轴由带驱动的情况下以“发动机被驱动”模式操作时用于使曲轴带轮与曲轴处的扭转振动隔离。

Description

降低噪音的具有双作用弹簧系统的隔离器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年5月23日提交的美国临时专利申请No.61/826,492的权益，该申请的内容就像文中充分地详细陈述的那样通过参引而并入。
技术领域
本发明涉及隔离器，并且具体地涉及在车辆的发动机曲轴与环状驱动构件之间所使用的隔离器，在该车辆中，发动机可以通过环状驱动构件而起动或辅助(例如，装备有带-交流发电机起动器(BAS)驱动系统的发动机)。
背景技术
隔离器通常用于使曲轴带轮与曲轴处的扭转振动隔离，该扭转振动是内燃发动机——特别是具有特定缸数的发动机如四缸或三缸发动机、以及柴油发动机——中发生的扭矩的振动的结果，并且隔离器还在极端条件下——例如在发动机起动期间和发动机曲轴相对于带轮加速或减速期间——使用。此外，隔离器可以在发动机曲轴被带驱动的情况下以“发动机被驱动”模式操作。
发明内容
一方面，本公开提供了一种改进的隔离器，该隔离器用于隔离车辆中的曲轴与环状驱动构件之间的扭矩振动，在该车辆中发动机能够通过环状驱动构件起动或辅助。该隔离器包括双作用弹簧系统。该弹簧系统安装在由低摩擦材料构成并且固定至带轮的弹簧托架中。带轮具有轴承，并且带轮安装在毂上并因而在曲轴上居中。弹簧托架具有位于沿直径相反的侧部中的两个行进止动件。双作用弹簧系统包括位于弹簧托架的两个止动件之间的未预加载的两个弓形压缩弹簧。弹簧的端部固定在安装在塑料导引件上的销上。塑性导引件能够移动并利用可枢转驱动件的对称臂部来压缩弓形弹簧。可枢转驱动件同轴地固定至曲轴。在弹簧平衡位置中，驱动件的对称臂部在导引件与行进止动件之间保持平衡。可枢转驱动件的臂部的截面宽度大于行进止动件的对应的宽度，从而允许驱动件在导引件不影响行进止动件并且不改变弹簧压缩方向的情况下穿过中性位置。
另一方面，提供一种隔离器，该隔离器包括弹簧、轴转接器和带轮。弹簧具有第一弹簧端部和第二弹簧端部。轴转接器能够安装至曲轴以绕轴线旋转。轴转接器具有第一转接器驱动表面和第二转接器驱动表面，第一转接器驱动表面能够与第一弹簧端部接合，第二转接器驱动表面与第一转接器驱动表面成角度地间隔开转接器驱动表面间距，并且第二转接器驱动表面能够与第二弹簧端部接合。带轮能够与环状驱动构件接合并且能够相对于轴转接器旋转。带轮具有第一带轮驱动表面和第二带轮驱动表面，第一带轮驱动表面能够与第一弹簧端部接合，第二带轮驱动表面与第一带轮驱动表面成角度地间隔开带轮驱动表面间距，并且第二带轮驱动表面能够与第二弹簧端部接合。扭矩能够通过第一弹簧端部从轴转接器传递至弹簧，并且能够通过第二弹簧端部从弹簧传递至带轮。扭矩能够通过第一弹簧端部从带轮传递至弹簧，并且能够通过第二弹簧端部从弹簧传递至轴转接器。转接器驱动表面间距和带轮驱动表面间距中的一者大于转接器驱动表面间距和带轮驱动表面间距中的另一者。当由从轴转接器向带轮传递扭矩转变至从带轮向轴转接器传递扭矩时，第二转接器驱动表面在与第一转接器驱动表面与第一弹簧端部断开的不同的时间接合第二弹簧端部，并且第二带轮驱动表面在与第一带轮驱动表面接合第一弹簧端部的不同的时间与第二弹簧端部断开。其中，当由从带轮向轴转接器传递扭矩转变至从轴转接器向带轮传递扭矩时，第一转接器驱动表面在与第二转接器驱动表面与第二弹簧端部断开的不同的时间接合第一弹簧端部，并且第一带轮驱动表面在与第二带轮驱动表面接合第二弹簧端部的不同的时间与第一弹簧端部断开。
另一方面，提供了一种隔离器，该隔离器包括弹簧、轴转接器和带轮。弹簧具有第一弹簧端部和第二弹簧端部。轴转接器能够安装至曲轴以绕轴线旋转，其中，轴转接器具有第一转接器驱动表面和第二转接器驱动表面，第一转接器驱动表面能够与第一弹簧端部接合，第二转接器驱动表面与第一转接器驱动表面成角度地间隔开，并且第二转接器驱动表面能够与第二弹簧端部接合。带轮能够与环状驱动构件接合并且能够相对于轴转接器旋转。带轮具有第一带轮驱动表面和第二带轮驱动表面，第一带轮驱动表面能够与第一弹簧端部接合，第二带轮驱动表面与第一带轮驱动表面成角度地间隔开，并且第二带轮驱动表面能够与第二弹簧端部接合。扭矩能够通过第一弹簧端部从轴转接器传递至弹簧，并且能够通过第二弹簧端部从弹簧传递至带轮。扭矩能够通过第一弹簧端部从带轮传递至弹簧，并且能够通过第二弹簧端部从弹簧传递至轴转接器。当隔离器处于静置状态时，转接器驱动表面和带轮驱动表面构造成使得相对于彼此具有基于带轮的惯性矩和轴转接器的惯性矩、基于在转接器驱动表面与带轮驱动表面之间待传递的最大扭矩、并且基于转接器驱动表面的材料和带轮驱动表面的材料所选择的位置，以使得当由从轴转接器向带轮传递扭矩转变至从带轮向轴转接器传递扭矩时，第二转接器驱动表面通过第一动能并在与第一转接器驱动表面与第一弹簧端部断开的时间不同的时间接合第二弹簧端部，并且第二带轮驱动表面通过第二动能并在与第一带轮驱动表面接合第一弹簧端部的时间不同的时间与第二弹簧端部断开，以及使得当由从带轮向轴转接器传递扭矩转变至从轴转接器向带轮传递扭矩时，第一转接器驱动表面通过第三动能并在与第二转接器驱动表面与第二弹簧端部断开的时间不同的时间接合第一弹簧端部，并且第一带轮驱动表面通过第四动能并在与第二带轮驱动表面接合第二弹簧端部的时间不同的时间与第一弹簧端部断开。第一动能、第二动能、第三动能和第四动能小于选定值。
通过参照附图的以下描述，其他特征和优点将变得明显。
附图说明
图1是具有曲轴、传动带和根据本发明的实施方式的隔离器的发动机的正视图。
图1a是具有带两个弹簧的双作用弹簧系统的图1中所示隔离器的立体右侧视图。
图2是处于弹簧平衡位置的隔离器的纵向截面立体图。
图3是具有双作用弹簧系统的隔离器的纵向截面立体图。
图4是具有不包括可枢转驱动件和左弹簧的双作用弹簧系统的隔离器的前视图。
图5是具有不包括驱动件和左弹簧的双作用弹簧系统的隔离器的立体右侧视图。
图6是具有双作用弹簧系统的隔离器的细节立体右侧视图。
图7a是具有双作用弹簧系统的隔离器的立体左侧视图，其中，可枢转驱动件处于发动机起动时的位置。
图7b和图7c是图1中所示的隔离器在扭矩传递的转变期间的正视图。
图7d是具有双作用弹簧系统的隔离器的立体左侧视图，其中，可枢转驱动件处于由带驱动发动机曲轴时的位置。
图8是隔离器的一部分的边缘视图，用以示出接合弹簧系统的弹簧的元件。
图9是具有双作用弹簧系统的隔离器的具有弹簧托架的带轮的立体左侧视图。
图10是具有双作用弹簧系统的隔离器的支承环和具有弹簧托架的带轮的立体左侧视图。
图11是具有双作用弹簧系统的隔离器的分解图。
图12是作为本发明的实施方式的变体的具有双作用弹簧系统的隔离器的立体右侧视图。
图13是作为本发明的实施方式的变体的具有处于弹簧平衡位置的双作用弹簧系统的隔离器的纵向截面立体图。
图14是作为本发明的实施方式的变体的具有双作用弹簧系统的隔离器的纵向截面立体图。
图15是作为本发明的实施方式的变体的具有不包括驱动件、盖环和左弹簧的双作用弹簧系统的隔离器的前视图。
图16是作为本发明的实施方式的变体的具有不包括驱动件、盖环和左弹簧的双作用弹簧系统的隔离器的立体右侧视图。
图17是作为本发明的实施方式的变体的具有不包括左弹簧和盖环的双作用弹簧系统的隔离器的细节立体右侧视图。
图18是作为本发明的实施方式的变体的具有双作用弹簧系统的隔离器的细节立体右侧视图。
图19是作为本发明的实施方式的变体的在发动机起动时处于可枢转驱动件的位置的具有不包括盖环的双作用弹簧系统的隔离器的立体左侧视图。
图20是作为本发明的实施方式的变体的在发动机曲轴由带驱动时处于可枢转驱动件的位置的具有不包括盖环的双作用弹簧系统的隔离器的立体左侧视图。
图21是作为本发明的实施方式的变体的具有双作用弹簧系统的隔离器的带轮和弹簧托架的立体左侧视图。
图22是作为本发明的实施方式的变体的具有双作用弹簧系统的隔离器的支承环和具有弹簧托架的带轮的立体左侧视图。
图23是作为本发明的实施方式的变体的具有双作用弹簧系统的隔离器的分解图。
图24是具有双作用弹簧系统的隔离器的旋转速度概图。
图25是作为双作用功能的参照的处于中性平衡位置的双作用弹簧系统的前视图。
图26是作为双作用功能的参照的不包括可枢转驱动件的处于平衡位置的双作用弹簧系统的前视图。
图27是作为双作用功能的参照的处于可枢转驱动件沿箭头方向传递载荷时的位置的双作用弹簧系统的前视图。
图28是作为双作用功能的参照的处于可枢转驱动件沿与图27相反的方向传递载荷时的位置的双作用弹簧系统的前视图。
图29是作为摩擦插入件的变体的支承环的立体图。
图30是作为其中弹簧的行进止动件由摩擦插入件支承的变体的带轮的立体图。
图31是作为阻尼材料插入件的变体的导引件的立体图。
具体实施方式
参照图1，其示出了根据本发明的实施方式的用于在发动机51上的曲轴50与比如辅助驱动带的环状驱动构件52之间传递动力的隔离器1。隔离器1使环状驱动构件52与曲轴50中的扭矩的振动或其他突然的改变隔离，并且反之亦然。
隔离器1在任何发动机中都是有用的，但在结合了BAS(带-交流发电机起动器)系统的发动机中特别有用，在BAS系统中，发动机51最初正常起动(例如，利用起动机马达)，但关闭短暂的时期(例如，在车辆位于红灯处时)，并随后通过经由带52驱动曲轴而重新起动。带52将会通过经由带轮与带52接合的单独马达(例如，电动马达)驱动，或通过利用替代交流发电机的MGU(以53示出)而被驱动。这种系统在试图增大车辆的燃料经济性和降低排放方面正变得越来越普遍。
如图1a中所观察到的，隔离器1包括带轮2、轴转接器54和两个弹簧5。所述两个弹簧5分别以5a和5b示出。每个弹簧5均具有第一端部40和第二端部42。弹簧5弹性变形以使环状驱动构件52和曲轴50与对方的扭矩的振动或其他突然改变隔离。所示出的示例中的弹簧5是弓形的螺旋线圈压缩弹簧。然而，可以使用任何其他合适类型的弹簧，比如例如，弓形的闭孔泡沫弹簧。
参照图2、图3和图11，轴转接器54能够以任何合适的方式固定地安装至曲轴50以绕轴线A旋转。例如，曲轴50可以包括曲轴端部13，曲轴端部13经由带螺纹的紧固件20比如内键槽圆头帽螺钉(splinesocketheadcapscrew)安装至曲轴50的其余部分。轴转接器54可以包括毂9和驱动件8，毂9以围绕轴向突出部55的方式抵接曲轴端部13上的肩部以使毂9绕轴线A对准，驱动件8抵接毂9的轴向端面。多个内键槽圆头帽螺钉(在该示例中设置有4个)17穿过驱动件8中的孔口44和毂9中的孔口46而进到曲轴端部13中的孔口48中以将驱动件8和毂9保持至曲轴50。合销56被压入穿过驱动件中的孔口58并被压到毂9中的对应的孔口60(图11)中，以使驱动件8与轴线A对准。
参照图4，驱动件8具有中央本体62、第一臂部12a和第二臂部12b。驱动件8具有位于第一臂部12a的一个侧部上的第一转接器驱动表面64和位于第二臂部12b的一个侧部上的第二转接器驱动表面66，第一转接器驱动表面64能够与第一弹簧5a的第一弹簧端部40接合，第二转接器驱动表面66与第一转接器驱动表面64成角度地间隔开转接器驱动表面间距S1，并且第二转接器驱动表面66能够与第一弹簧5a的第二弹簧端部42接合。驱动件8具有位于第二臂部12b的另一侧部上的另一第一转接器驱动表面68和位于第一臂部12a的另一侧部上的第二转接器驱动表面70，第一转接器驱动表面68能够与第二弹簧5b的第一弹簧端部40接合，第二转接器驱动表面70与第一转接器驱动表面68成角度地间隔开(同样间隔开间距S1)，并且第二转接器驱动表面70能够与第二弹簧5b的第二弹簧端部42接合。
在所示出的实施方式中，驱动件8是大致平面的，但存在凸起的中央部72，中央部72比其余部分更厚以给予孔口44和58强度和抗伸长性。
驱动件8可以由任何合适的材料如合适的钢制成。
带轮2能够与环状驱动构件52接合并且以可旋转的方式安装至轴转接器54以使得带轮2能够相对于轴转接器54旋转。带轮2可以通过任何合适的方式可旋转地安装至轴转接器54。例如，带轮2可以安装至自身安装至毂9的外表面的一个或更多个轴承10(在该示例中设置有两个轴承10)。
带轮2具有经由轴承10以可旋转的方式安装至轴转接器54的带轮内部部分74、能够与环状驱动构件52接合的带轮外部部分76、以及连接带轮内部部分74与带轮外部部分76的腹板78。腹板78和外部部分76(以及，在该示例中，内部部分74)一起部分地限定了弹簧室80，每个弹簧5均被保持在弹簧室80中。在所示出的示例中具有两个弹簧室80，每个弹簧室80保持弹簧5中的一个弹簧。带轮2可以由钢或某些其他合适的材料制成。
在限定了弹簧室80的外部部分76和腹板78的至少表面上设置有弹簧接合内衬3，并且弹簧接合内衬3构造成支承弹簧5并允许弹簧5以相对较小的摩擦在弹簧接合内衬3上滑动。弹簧接合内衬3可以是聚合物的并且可以例如由浸渍有PTFE(聚四氟乙烯)的尼龙制成，或者由某些其他合适的材料制成。在弹簧接合内衬3是腹板78和外部部分76的相关联的表面上的涂层的实施方式中，弹簧接合内衬3可以替代性地被称为弹簧接合涂层。在弹簧接合内衬3是自支承的且被按压至放置于外部部分76中的单独元件的实施方式中，弹簧接合内衬3可以替代性地被称为弹簧托架。在任一种情况下，腹板78和外部部分76都可以被认为是带轮2的结构部分，而内衬3可以设置成为弹簧5在滑动运动期间提供选定量的摩擦。
参照图4，带轮2具有第一带轮驱动表面82和第二带轮驱动表面84，第一带轮驱动表面82能够与第一弹簧5a的第一弹簧端部40接合，第二带轮驱动表面84与第一带轮驱动表面82成角度地间隔开带轮驱动表面间距S2，并且第二带轮驱动表面84能够与第一弹簧5a的第二弹簧端部42接合。带轮2具有另一第一带轮驱动表面86和第二带轮驱动表面88，第一带轮驱动表面86能够与第二弹簧5b的第一弹簧端部40接合，第二带轮驱动表面88与第一带轮驱动表面86成角度地间隔开(同样间隔开间距S2)，并且第二带轮驱动表面88能够与第二弹簧5b的第二弹簧端部42接合。
在每个弹簧5的第一端部40处均设置有第一端部构件6a。第一端部构件6a与第一弹簧端部40接合。在每个弹簧5的第二端部42处均设置有第二端部构件6b。第二端部构件6b与第二弹簧端部42接合。每个弹簧5在第一端部40和第二端部42中的每一者处均具有开口90。第一端部构件6a和第二端部构件6b上各自具有线圈保持突出部7，线圈保持突出部7被紧密地捕获在开口90中以便保持第一弹簧端部40和第二弹簧端部42。
第一带轮驱动表面82和第一转接器驱动表面64轴向上彼此接近，如图8中能够观察到的，并且第一带轮驱动表面82和第一转接器驱动表面64均能够通过第一端部构件6a与第一弹簧5a上的第一弹簧端部40接合。类似地，第一带轮驱动表面86和第一转接器驱动表面68轴向上彼此接近并且均能够通过另一第一端部构件6a与第二弹簧5b上的第一弹簧端部40接合(分别如图7a和图7d中所示)。继续参照图7a和图7d，第二带轮驱动表面84和第二转接器驱动表面66均能够通过第二端部构件42而与第一弹簧5a的第二弹簧端部42接合。如图8中所示，第二带轮驱动表面88和第二转接器驱动表面70均能够通过另一第二端部构件42而与第二弹簧5b的第二弹簧端部42接合。
端部构件6a和6b被限制成沿着绕轴线A的周向路径移动。例如，在图1a至图11中所示的实施方式中，端部构件6a和6b由支承环4上的凸缘16轴向地限制，支承环4也可以被称为衬套4。凸缘16被接纳在端部构件6a和6b中的每一者中的槽15中，并且端部构件6a和6b由带轮2的外部部分76(具体地为内衬3的在外部部分76上的部分)并由衬套4的外表面径向地限制。
图7a示出了会在发动机51的正常运转期间发生的从轴转接器54至带轮2的扭矩传递(见箭头91)。该扭矩传递驱动带52(图1)，带52进而驱动一个或更多个附件如MGU53。如能够观察到的，扭矩能够通过第一弹簧端部40从轴转接器54传递至弹簧5，并且通过第二弹簧端部42从弹簧5传递至带轮2。图7d示出了会在BAS起动事件期间(即，当MGU53(图1)被用来驱动带52以便通过将扭矩从带52传递至曲轴来起动发动机时)发生的从带轮2至轴转接器54的扭矩传递(见箭头92)。如能够观察到的，扭矩能够通过第一弹簧端部40而从带轮2传递至弹簧5，并且通过第二弹簧端部42而从弹簧5传递至轴转接器54。
如能够在图4中观察到的，转接器驱动表面间距S1和带轮驱动表面间距S2中的一者大于转接器驱动表面间距S1和带轮驱动表面间距S2中的另一者。在图1a至图11中所示的示例性实施方式中，间距S2大于间距S1。然而，转接器驱动表面64与转接器驱动表面66之间(以及表面68与表面70之间)的间距S1可以替代性地大于带轮驱动表面82与带轮驱动表面84之间(以及表面86与表面88之间)的间距S2。
作为一个间距S1或S2大于另一间距的结果，当由从轴转接器54向带轮2传递扭矩转变至从带轮2向轴转接器54传递扭矩时，第二转接器驱动表面66和70在第一转接器驱动表面64和68与第一弹簧端部40断开的不同的时间接合第二弹簧端部42(经由端部构件6b)，并且第二带轮驱动表面84和88在第一带轮驱动表面82和86接合第一弹簧端部40(经由端部构件6a)的不同的时间与第二弹簧端部42断开。类似地，当由从带轮2向轴转接器54传递扭矩转变至从轴转接器54向带轮2传递扭矩时，第一转接器驱动表面64和68在第二转接器驱动表面66和70与第二弹簧端部42断开的不同的时间接合第一弹簧端部40，并且第一带轮驱动表面82和86在第二带轮驱动表面84和88接合第二弹簧端部42的不同的时间与第一弹簧端部40断开。
在从图7a至图7d的图的进程中示出了由从轴转接器54向带轮2传递扭矩转变至从带轮2向轴转接器54传递扭矩。如图7a中所示，当扭矩从轴转接器54传递至带轮2时，第一转接器驱动表面64和68通过第一端部构件6a与第一弹簧端部40接合，并且第二弹簧端部42经由第二端部构件6b与第二带轮驱动表面84和88接合。在所示出的示例中，轴转接器54和带轮2顺时针方向旋转，然而，在其他示例中，将理解的是，轴转接器54和带轮2也可以逆时针方向旋转。当从轴转接器54传递至带轮2的扭矩减小时，弹簧5中的回复力相对于轴转接器54顺时针方向地驱动带轮2。图7b示出了下述时刻：在该时刻，弹簧5已充分地顺时针方向驱动带轮2使得第二转接器驱动表面66和70已经经由第二端部构件6b接合第二弹簧端部5b并且第二带轮驱动表面84和88正要与第二端部构件6b并因此与第二弹簧端部5b断开。图7b示出了从轴转接器54至带轮2的扭矩传递降至零的时刻。如果带轮2上的扭矩大于轴转接器54上的扭矩，则带轮2将继续超越轴转接器54。此后不久，第一带轮驱动表面82和86将经由第一端部构件6a接合第一弹簧端部40。图7c示出了下述时刻：在该时刻，第一带轮驱动表面82和86接合第一端部构件6a(并且因此接合第一弹簧端部40)，并且带轮2相对于轴转接器54的相对运动正要导致第一转接器驱动表面64和68与第一端部构件6a(并且因此与第一弹簧端部40)的断开。图7d示出了如上文所指出的其中扭矩从带轮2传递至轴转接器54的状态。
在图7d至图7a的图的进程中示出了从由带轮2至轴转接器54的扭矩传递转变至由轴转接器54至带轮2的扭矩传递。图7c示出了下述时刻：在该时刻，第一转接器驱动表面64和68接合第一端部构件6a(并且因此接合第一弹簧端部40)，并且轴转接器54相对于带轮2的相对运动正要导致第一带轮驱动表面64和68与第一端部构件6a(并且因此与第一弹簧端部40)断开。此后不久，轴转接器54与带轮2相比的继续的相对运动将导致第二带轮驱动表面84和88经由第一端部构件6b接合第二弹簧端部42。图7b示出了第二带轮驱动表面84和88经由第一端部构件6b接合第二弹簧端部42并且正要导致第二转接器驱动表面66和70与第二端部构件6b并因此与第二弹簧端部42断开的时刻。图7a示出了如上文所指出的其中扭矩从轴转接器54传递至带轮2的状态。
能够从图7b和图7c中观察到，带轮驱动表面与转接器驱动表面之间有少量的空动。存在该空动是因为间距S1与S2之间的间距差。该空动通常较小并且在许多情况下将不足以阻止在典型发动机的起动期间发生轴转接器54与带轮2之间的扭矩传递。相比之下，间距S1与S2之间的间距差没有选择成阻止发动机起动期间的扭矩传递；而是选择成将在各种驱动表面与弹簧端部接合期间的冲击动能保持低于选定水平以使得与这些冲击相关联的噪音小于选定的阈值水平。选定的阈值水平对于不同的应用可以是不同的。例如，当将隔离器1构造在豪华车上时，可以使用相对较低的阈值，而当将隔离器1构造在豪华车上时，可以使用相对较高的阈值。然而，在每种情况下，所使用的间距差的大小都基于将前面提到的冲击动能保持低于选定阈值。会发生四种冲击，每种冲击均具有相关联的动能。第一动能与第二转接器驱动表面66和70与第二弹簧端部42(经由端部构件6b)接合期间的冲击相关联。第二动能与第一带轮驱动表面82和86与第一弹簧端部40(经由端部构件6a)接合期间的冲击相关联。第三动能与第一转接器驱动表面64和68与第一弹簧端部40(经由端部构件6a)接合期间的冲击相关联。第四动能与第二带轮驱动表面84和88与第二弹簧端部42(经由端部构件6b)接合期间的冲击相关联。
为了保持冲击的动能足够低，基于若干参数中的一个或更多个参数(并且优选地为所有这些参数)来选择间距差。这些参数包括带轮的惯性矩，轴转接器的惯性矩，隔离器1被设计成传递的最大扭矩量，构成转接器驱动表面64、66、68和70的材料，以及构成带轮驱动表面82、84、86和88的材料。特别地，间距差可以随着带轮2或轴转接器54的惯性矩的增大而减小。间距差可以随着待传递的最大扭矩的增大而减小。间距差可以随着带轮驱动表面和转接器驱动表面的材料硬度的增大而减小。通过减小间距差，在从轴转接器54向带轮2传递扭矩转变至从带轮2向轴转接器54传递扭矩的期间或在从带轮2向轴转接器54传递扭矩转变至从轴转接器54向带轮2传递扭矩的期间发生的第一冲击与第二冲击之间会产生能量积累。
通常，在整个公开内容中，术语“冲击”指的是带轮驱动表面和转接器驱动表面中的一者与端部构件6的相关联的表面之间发生接合。
换句话说，当隔离器1处于静置状态(atrest)时，转接器驱动表面和带轮驱动表面构造成使得相对于彼此具有基于带轮2的惯性矩和轴转接器54的惯性矩，基于要在带轮2与轴转接器54之间传递的最大扭矩，以及基于转接器驱动表面64、66、68和70的材料以及带轮驱动表面82、84、86和88的材料所选定的位置，使得当从由轴转接器54至带轮2的扭矩传递转变至由带轮2至轴转接器54的扭矩传递时，第二轴转接器驱动表面66和70通过第一动能并在与第一转接器驱动表面64和68与第一弹簧端部40断开的时间不同的时间接合第二弹簧端部42，并且第二带轮驱动表面66和70通过第二动能并在与第一带轮驱动表面82和86接合第一弹簧端部40的时间不同的时间与第二弹簧端部42断开，以及使得当从由带轮2至轴转接器54的扭矩传递转变至由轴转接器54至带轮2的扭矩传递时，第一转接器驱动表面64和68通过第三动能并在与第二转接器驱动表面66和70与第二弹簧端部42断开的时间不同的时间接合第一弹簧端部40，并且第一带轮驱动表面82和86通过第四动能并在第二带轮驱动表面84和88接合第二弹簧端部42的不同的时间与第一弹簧端部40断开。
在许多情况下，已经发现能够接受的间距差小于大约5度。在许多情况下，已经发现能够接受的间距差大于大约0.5度。
将要注意的是，图1a至图11中所示的布置特别适合用于欧洲的发动机。在欧洲，通常设置相对较大的曲轴端部13并且使用四个紧固件17来将轴转接器54安装至曲轴端部13。图12至图23中示出了隔离器1的变体，该变体特别适合用于北美的发动机，这种发动机通常采用相对较小的曲轴端部24以及单个居中定位的紧固件23和垫圈19(图23)。键25接合曲轴端部24中的狭槽以及毂9、驱动件8和以21示出的帽中的对应的狭槽。在下面将对图1a至图11中所示的隔离器1与图12至图23中所示的隔离器1之间的一些其他差别进行描述。
如能够在图23中以及图13和图14中所示的截面图中观察到的，驱动件8具有与图1a至图11中所示的驱动件8不同的构造。图12至图23中的驱动件8由具有均匀厚度的材料制成。图12至图23中的驱动件8还包括轴向延伸到驱动件8的其余部分的平面外的裙状部102。这些裙状部102给予驱动件8一些刚性。如能够在图20至图23中观察到的，在裙状部102的每对面向彼此的端部之间设置有周向间隙G。因而在图12至图23中所示的实施方式中设置有两个间隙G。该周向间隙G由支承环18(也可以被称为衬套18)上的突出部104填充。图12至图23中所示的衬套18具有两个突出部104以填充所述两个间隙G。突出部104的外表面和裙状部102的外表面组合以形成用于端部构件6a和6b的径向限制和滑动表面106。特别地，如能够在图19和图20中观察到的，端部构件6a和6b在隔离器1的操作期间沿着表面106滑动。
将要注意的是，表面106不包括接合端部构件6中的槽的凸缘。相反，设置有盖构件22，盖构件22形成带轮2的一部分并且部分地封闭由腹板78和外部部分76部分地限定的弹簧室80。端部构件6由盖构件22并由腹板78轴向地限制，并由衬套(并且可选地，如所示出的，由裙状部102的外表面)且由带轮的外部部分径向地限制，以允许沿着周向路径行进。在图18中能够观察到对端部构件6的限制。
图19和图20分别示出了从轴转接器54至带轮2的扭矩传递和从带轮2至轴转接器54的扭矩传递。这两种扭矩传递之间的转变与图7a至图7d相比没有改变。此外，图12至图23中所示的隔离器1的间距S1和S2以及间距差与图1a至图11中所示的隔离器1的间距S1和S2以及间距差相同。图15示出了间距S1和S2。
图16和图17示出转接器驱动表面64、66、68和70与位于突出部11上的带轮驱动表面在轴向上相邻。
图21和图22示出衬套18上的突出部104与保持带轮驱动表面82、84、86和88的突出部11之间的关系。
由于曲轴端部24的尺寸更小，因此可以在图12至图23中所示的实施方式中在带轮2与毂9之间使用单个较大的轴承10，以替代图11中所示的两个较小的轴承10。
参照图24，提供了曲线图，该曲线图示出了在以不同速度运行测试发动机时的轴转接器54的振幅(曲线200)和带轮2的对应的振幅(曲线202)。如能够观察到的，与轴转接器54相比，带轮2处的振幅显著减小。图24为图1a至图11中的隔离器1以及图12至图23中的隔离器1的性能的说明。
图25至图28示出了隔离器1的又一变体，但该变体具有单个弹簧5而不是图1至图23中所示的两个弹簧5a和5b。在该实施方式中，仅具有一个第一转接器驱动表面(表面64)、与表面64间隔开间距S1的一个第二转接器驱动表面(表面66)、一个第一带轮驱动表面(表面82)、以及与表面82间隔开间距S2的一个第二带轮驱动表面(表面84)。曲轴的连接没有示出(没有示出紧固件)。可以提供任何合适的连接。
图25示出了其上具有驱动件8并且具有间距S1的隔离器1。图26示出了移除驱动件8以示出带轮驱动表面和间距S2的隔离器1。图27示出了从轴转接器54至带轮2的扭矩传递。图28示出了从带轮2至轴转接器54的扭矩传递。间距S1和S2可以具有与图1a至图11和图12至图23中的间距S1和S2相同的关系。
图29和图30示出了摩擦构件31和32，摩擦构件31和32可以用来特别是在接近带轮2和轴转接器54的平衡位置的运动期间(例如，如图4和图15中所示)提供带轮2相对于轴转接器54的运动的阻尼。所提供的阻尼量将取决于摩擦构件31与突出部11的相关联的表面之间的摩擦系数以及摩擦构件31与突出部11的相关联的表面之间的力，或者取决于摩擦构件32与驱动件8的臂部12的相关联的表面之间的摩擦系数以及摩擦构件32与驱动件8的臂部12的相关联的表面之间的力。在图29中所示的实施方式中，摩擦构件31固定地连接至轴转接器54(由于位于接合驱动件8的裙状部102之间的间隙G的突出部102上)，并且能够与带轮2摩擦地接合。在图30中所示的实施方式中，摩擦构件31固定地连接至带轮2(由于在突出部11上)，并且能够与轴转接器54摩擦地接合。
图31示出了另一可选的元件，该另一可选的元件是将被安装在每个端部构件6中的以33示出的缓冲器。位于第一端部构件6a上的第一缓冲器33将在与第一转接器驱动表面64和68的扭矩传递期间与第一转接器驱动表面64和68接合，并且将在与第一带轮驱动表面82和86的扭矩传递期间与第一带轮驱动表面82和86接合。位于第二端部构件6b上的第二缓冲器33将在与第二转接器驱动表面66和70的扭矩传递期间与第二转接器驱动表面66和70接合，并且将在与第二带轮驱动表面84和88的扭矩传递期间与第二带轮驱动表面84和88接合。
贯穿所有附图中，有时会移除部件以更好地示出否则将被遮蔽的部件。例如，在图4、图5和图6中，移除了弹簧5中的一个弹簧以更清楚地示出某些部件。
尽管以上描述构成本发明的多个实施方式，但将领会的是，在不背离所附权利要求的合理含义的情况下，容许对本发明进行进一步地修改和改变。

Claims (18)

1.一种隔离器，包括：
弹簧，所述弹簧具有第一弹簧端部和第二弹簧端部；
轴转接器，所述轴转接器能够安装至曲轴以绕轴线旋转，其中，所述轴转接器具有第一转接器驱动表面和第二转接器驱动表面，所述第一转接器驱动表面能够与所述第一弹簧端部接合，所述第二转接器驱动表面与所述第一转接器驱动表面成角度地间隔开转接器驱动表面间距，并且所述第二转接器驱动表面能够与所述第二弹簧端部接合；以及
带轮，所述带轮能够与环状驱动构件接合并且能够相对于所述轴转接器旋转，其中，所述带轮具有第一带轮驱动表面和第二带轮驱动表面，所述第一带轮驱动表面能够与所述第一弹簧端部接合，所述第二带轮驱动表面与所述第一带轮驱动表面成角度地间隔开带轮驱动表面间距，并且所述第二带轮驱动表面能够与所述第二弹簧端部接合，
其中，扭矩能够通过所述第一弹簧端部从所述轴转接器传递至所述弹簧，并且能够通过所述第二弹簧端部从所述弹簧传递至所述带轮，
其中，扭矩能够通过所述第一弹簧端部从所述带轮传递至所述弹簧，并且能够通过所述第二弹簧端部从所述弹簧传递至所述轴转接器，
其中，所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的一者大于所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的另一者，
其中，当由从所述轴转接器向所述带轮传递扭矩转变至从所述带轮向所述轴转接器传递扭矩时，所述第二转接器驱动表面在与所述第一转接器驱动表面与所述第一弹簧端部断开的时间不同的时间接合所述第二弹簧端部，并且所述第二带轮驱动表面在与所述第一带轮驱动表面接合所述第一弹簧端部的时间不同的时间与所述第二弹簧端部断开，
并且其中，当由从所述带轮向所述轴转接器传递扭矩转变至从所述轴转接器向所述带轮传递扭矩时，所述第一转接器驱动表面在与所述第二转接器驱动表面与所述第二弹簧端部断开的时间不同的时间接合所述第一弹簧端部，并且所述第一带轮驱动表面以在与所述第二带轮驱动表面接合所述第二弹簧端部的时间不同的时间与所述第一弹簧端部断开。
2.根据权利要求1所述的隔离器，还包括第一端部构件和第二端部构件，所述第一端部构件与所述第一弹簧端部接合，所述第二端部构件与所述弹簧的所述第二端部接合，其中，所述第一带轮驱动表面和所述第一转接器驱动表面均能够通过所述第一端部构件与所述第一弹簧端部接合，并且其中，所述第二带轮驱动表面和所述第二转接器驱动表面均能够通过所述第二端部构件与所述第二弹簧端部接合。
3.根据权利要求1所述的隔离器，其中，所述带轮经由至少一个轴承以可旋转的方式安装至毂。
4.根据权利要求1所述的隔离器，其中，所述轴转接器包括毂和驱动件，所述毂能够安装至发动机的曲轴，所述驱动件能够安装至所述毂。
5.根据权利要求2所述的隔离器，还包括衬套，其中，所述第一端部构件和所述第二端部构件各自具有径向内表面，所述径向内表面能够在所述衬套上滑动以允许所述第一端部构件和所述第二端部构件中的一者在所述轴转接器与所述带轮之间的相对运动期间相对于所述衬套移动。
6.根据权利要求5所述的隔离器，其中，所述第一端部构件和所述第二端部构件中的每一者具有突出部和凹部中的一者，并且所述衬套具有突出部和凹部中的另一者，其中，所述突出部伸到所述凹部中，并且其中，所述突出部和所述凹部周向地并径向地延伸，以在允许所述端部构件的周向运动的同时将所述端部构件轴向地锁定就位。
7.根据权利要求6所述的隔离器，其中，所述带轮包括内部部分、外部部分、腹板和盖构件，所述内部部分以可旋转的方式安装至所述轴转接器，所述外部部分接合所述环状驱动构件，所述腹板连接所述内部部分和所述外部部分，所述盖构件部分地封闭由所述腹板和所述外部部分所部分限定的弹簧室，其中，所述端部构件由所述盖构件和所述腹板轴向地限制并由所述带轮的所述外部部分和所述衬套径向地限制，以允许沿着周向路径行进。
8.根据权利要求7所述的隔离器，其中，所述带轮包括结构构件和内衬构件，所述内衬构件对所述带轮的所述外部部分和所述腹板加衬，并且所述内衬构件定位成直接面向所述弹簧。
9.根据权利要求1所述的隔离器，其中，所述带轮驱动表面间距大于所述转接器驱动表面间距。
10.根据权利要求1所述的隔离器，其中，所述弹簧是第一弹簧，并且其中，所述隔离器还包括第二弹簧，所述第二弹簧具有第一弹簧端部和第二弹簧端部，
其中，所述第一转接器驱动表面是能够分别与所述两个弹簧的所述第一弹簧端部接合的两个第一转接器驱动表面中的一个第一转接器驱动表面，并且其中，所述第二转接器驱动表面是与所述第一转接器驱动表面成角度地间隔开并能够与所述两个弹簧的所述第二弹簧端部接合的两个第二转接器驱动表面中的一个第二转接器驱动表面，以及
其中，所述第一带轮驱动表面是能够分别与所述两个弹簧的所述第一弹簧端部接合的两个第一带轮驱动表面中的一个第一带轮驱动表面，并且其中，所述第二带轮驱动表面是与所述第一带轮驱动表面成角度地间隔开并能够分别与所述两个弹簧的所述第二弹簧端部接合的两个第二带轮驱动表面中的一个第二带轮驱动表面。
11.根据权利要求10所述的隔离器，其中，所述两个弹簧呈现极对称，所述转接器驱动表面呈现极对称，并且所述带轮驱动表面呈现极对称。
12.根据权利要求1所述的隔离器，还包括摩擦构件，所述摩擦构件固定地连接至所述带轮和所述轴转接器中的一者，并且所述摩擦构件能够与所述带轮和所述轴转接器中的另一者摩擦地接合。
13.根据权利要求2所述的隔离器，还包括位于所述第一端部构件上的第一缓冲器，所述第一缓冲器在与所述第一转接器驱动表面的扭矩传递期间与所述第一转接器驱动表面接合，并且在与所述第一带轮驱动表面的扭矩传递期间与所述第一带轮驱动表面接合；以及
位于所述第二端部构件上的第二缓冲器，所述第二缓冲器在与所述第二转接器驱动表面的扭矩传递期间与所述第二转接器驱动表面接合，并且在与所述第二带轮驱动表面的扭矩传递期间与所述第二带轮驱动表面接合。
14.根据权利要求1所述的隔离器，其中，所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的一者比所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的另一者大了基于所述带轮的惯性矩和所述轴转接器的惯性矩所选择的间距差。
15.根据权利要求14所述的隔离器，其中，所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的一者比所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的另一者大了基于待传递的最大扭矩所选择的间距差。
16.根据权利要求1所述的隔离器，其中，所述弹簧是弓形的螺旋线圈压缩弹簧。
17.根据权利要求2所述的隔离器，其中，所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的一者比所述转接器驱动表面间距和所述带轮驱动表面间距中的另一者大了小于5度且大于0.5度的间距差。
18.一种隔离器，包括：
弹簧，所述弹簧具有第一弹簧端部和第二弹簧端部；
轴转接器，所述轴转接器能够安装至曲轴以绕轴线旋转，其中，所述轴转接器具有第一转接器驱动表面和第二转接器驱动表面，所述第一转接器驱动表面能够与所述第一弹簧端部接合，所述第二转接器驱动表面与所述第一转接器驱动表面成角度地间隔开，并且所述第二转接器驱动表面能够与所述第二弹簧端部接合；以及
带轮，所述带轮能够与环状驱动构件接合并且能够相对于所述轴转接器旋转，其中，所述带轮具有第一带轮驱动表面和第二带轮驱动表面，所述第一带轮驱动表面能够与所述第一弹簧端部接合，所述第二带轮驱动表面与所述第一带轮驱动表面成角度地间隔开，并且所述第二带轮驱动表面能够与所述第二弹簧端部接合，
其中，扭矩能够通过所述第一弹簧端部从所述轴转接器传递至所述弹簧，并且能够通过所述第二弹簧端部从所述弹簧传递至所述带轮，
其中，扭矩能够通过所述第一弹簧端部从所述带轮传递至所述弹簧，并且能够通过所述第二弹簧端部从所述弹簧传递至所述轴转接器，
其中，当所述隔离器处于静置状态时，所述转接器驱动表面和所述带轮驱动表面构造成使得相对于彼此具有基于所述带轮的惯性矩和所述轴转接器的惯性矩、基于在所述转接器驱动表面与所述带轮驱动表面之间待传递的最大扭矩、并且基于所述转接器驱动表面的材料和所述带轮驱动表面的材料所选择的位置，以使得当由从所述轴转接器向所述带轮传递扭矩转变至由所述带轮向所述轴转接器传递扭矩时，所述第二转接器驱动表面通过第一动能并在与所述第一转接器驱动表面与所述第一弹簧端部断开的时间不同的时间接合所述第二弹簧端部，并且所述第二带轮驱动表面通过第二动能并在与所述第一带轮驱动表面接合所述第一弹簧端部的时间不同的时间与所述第二弹簧端部断开，以及使得当由从所述带轮向所述轴转接器传递扭矩转变至从所述轴转接器向所述带轮传递扭矩时，所述第一转接器驱动表面通过第三动能并在与所述第二转接器驱动表面与所述第二弹簧端部断开的时间不同的时间接合所述第一弹簧端部，并且所述第一带轮驱动表面通过第四动能并在与所述第二带轮驱动表面接合所述第二弹簧端部的时间不同的时间与所述第一弹簧端部断开，
其中，所述第一动能、所述第二动能、所述第三动能和所述第四动能小于选定的值。
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