CN105508504A - 一种发动机及其飞轮总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发动机的飞轮总成，包括互相配合的飞轮和齿圈，还包括设置于所述飞轮上的多个连接件，且各所述连接件的一端均与所述飞轮相连，而另一端均与所述齿圈的端壁或内侧壁固定连接。本发明所公开的飞轮总成，由于连接件的存在，将飞轮和齿圈由互相配合的两个部件结合为一个整体，如此可在保证飞轮和齿圈正常配合传递扭矩的基础上，将其配合过盈度适当降低，即减小了过盈量，降低了齿圈的安装应力，从而使得飞轮在受热膨胀时能够具有较多的膨胀空间，大幅降低了齿圈产生塑性变形的概率，并使齿圈的应力始终保持在材料许用应力范围内，确保了飞轮总成的可靠性。本发明还公开一种包括上述飞轮总成的发动机，其有益效果如上所述。

Description

一种发动机及其飞轮总成

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种发动机的飞轮总成。本发明还涉及一种包括上述飞轮总成的发动机。

背景技术

随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。

以汽车工业为例，在传统的汽车领域，飞轮和齿圈是必不可少的零部件。手动挡汽车的飞轮作为离合器的一个摩擦盘，一般采用铸铁材料，在铸铁飞轮上装配有齿圈，齿圈与飞轮装配称为飞轮总成。其中齿圈属于薄壁圆环零件，作为启动发动机时承受扭矩的零件，将起动机的动力通过过盈配合传递到飞轮和曲轴上。

目前，飞轮是一种较厚的盘型零件，其刚度较大，作为离合器的摩擦盘，在汽车起步阶段，飞轮的摩擦面承受着离合器半离合摩擦所产生的高温热负荷作用。在路况较差和驾驶员操作不当的情况下，离合器将长期处于半离合状态，摩擦产生的高温可以使飞轮温度上升到很高的水平，此时，飞轮受热膨胀，与齿圈配合处尺寸变大，而齿圈温度较低，因此齿圈自身的膨胀量比飞轮的膨胀量小。但是，由于齿圈与飞轮通过过盈配合装配，飞轮受热膨胀将迫使飞轮齿圈随之膨胀，本身齿圈由于过盈配合的关系已经膨胀了一定程度，此时再受到飞轮的热膨胀影响，容易使齿圈产生塑性变形甚至断裂。而齿圈一旦产生塑性变形，那么其与飞轮之间的过盈度将不足，不能顺利传递启动力矩。

因此，如何避免齿圈因受飞轮热膨胀的影响而造成的塑性变形或断裂等问题，保证飞轮总成的可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机的飞轮总成，能够避免齿圈因受飞轮的热膨胀所造成的不利影响，并保证较高的可靠性。本发明的另一目的是提供一种包括上述飞轮总成的发动机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机的飞轮总成，包括互相配合的飞轮和齿圈，还包括设置于所述飞轮上的多个连接件，且各所述连接件的一端均与所述飞轮相连，而另一端均与所述齿圈的端壁或内侧壁固定连接。

优选地，所述飞轮的表面上设置有多个螺纹孔，且各所述连接件为与各个所述螺纹孔相配合的螺栓；各所述螺栓的头部与所述齿圈的端壁或内侧壁固定连接。

优选地，各所述螺纹孔均分布于所述飞轮的边缘，且各所述螺栓的头部外表面与所述齿圈的内侧壁紧贴并固定连接。

优选地，各所述螺栓的头部上与所述齿圈的内侧壁相贴合的部分均为与所述齿圈的弧度相匹配的光滑圆弧面。

优选地，所述飞轮的表面上设置有3～12个所述螺纹孔，且各所述螺纹孔在所述飞轮的边缘上均匀分布。

优选地，所述飞轮的表面上设置有多个沉孔，且各所述连接件为与各个所述沉孔相配合的连杆；各所述连杆的杆部与所述齿圈的端壁或内侧壁固定连接。

优选地，各所述连接件的另一端均与所述齿圈的端壁或内侧壁焊接。

优选地，各所述连接件的另一端均与所述齿圈的端壁或内侧壁通过CO2、Ar保护焊或激光焊接。

优选地，各所述连接件均为易于焊接的低碳钢件。

本发明还提供一种发动机，包括曲轴和设置于所述曲轴上的飞轮总成，其中，所述飞轮总成为上述任一项所述的飞轮总成。

本发明所提供的发动机的飞轮总成，主要包括互相配合的飞轮和齿圈，还包括设置在飞轮上的多个连接件。该连接件用于将飞轮和齿圈相连，使两者结合为一体。具体的，各个连接件的一端均与飞轮相连，而另一端均与齿圈的端壁或内侧壁固定连接。本发明所提供的飞轮总成，由于连接件的存在，将飞轮和齿圈由互相配合的两个部件结合为一个整体，如此可以在保证飞轮和齿圈正常配合传递扭矩的基础上，将齿圈与飞轮的配合过盈度适当降低(需要强调的是，仍然能保证正常的扭矩传递)，即减小了齿圈与飞轮间的过盈量，降低了齿圈的过盈安装应力，从而使得飞轮在受热膨胀时，能够具有较多的膨胀空间，大幅降低了齿圈产生塑性变形的概率，并使齿圈的应力始终保持在材料许用应力范围内，确保了齿圈的可靠性以及飞轮总成的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1中所示的A-A截面剖视图；

图3为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图；

图4为图3的局部剖视图。

其中，图1—图4中：

飞轮—1，齿圈—2，连接件—3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，发动机的飞轮总成主要包括飞轮1、齿圈2和连接件3。

其中，飞轮1和齿圈2为飞轮总成的固有组成部件，两者一般通过过盈配合连接，以传递启动扭矩，其工作方式的具体内容参考现有技术，此处不再赘述。重要的是，在本发明中，在飞轮1上还设置有多个连接件3，并且各个连接件3的一端均与飞轮1相连，而另一端均与齿圈2的端壁或内侧壁固定连接(齿圈2的外侧壁上布满了轮齿)。即连接件3的另一端可以选择与齿圈2的内侧壁固定连接，也可以选择与齿圈2的端壁固定连接——齿圈2具有上下两个端壁，并且均可连接。但不论连接件3的另一端与齿圈2的端壁还是内侧壁固定连接，飞轮与齿圈2总是保持一体的，即由现有技术中的互相配合的两个部件结合为一个整体。

需知，齿圈2与飞轮1的过盈配合是为了传递启动扭矩给发动机。而在上述齿圈2与飞轮1结合为一体的基础上，即可人为地将齿圈2与飞轮1的配合程度减轻——由于有连接件3的固定连接作用存在，即使将齿圈2与飞轮1的配合程度减轻，也不会影响到齿圈2与飞轮1的正常配合以及传递扭矩的功能。当然，齿圈2与飞轮1的配合减轻程度需要适当，以两者之间始终保持配合为准。比如可将齿圈2与飞轮1的过盈配合程度减小至轻度过盈配合，还可以将齿圈2与飞轮1的过盈配合程度直接减小为过渡配合，甚至还可以减小至间隙配合。

总而言之，不论齿圈2与飞轮1之间的过盈配合减轻至何种程度，结果都是大幅减小了齿圈的安装应力；在飞轮1受热膨胀时，能够具备较大的膨胀空间，大幅降低了齿圈2因受到飞轮1的膨胀影响而产生塑性变形的概率；使得在汽车运行过程中，齿圈2的安装应力始终保持在材料需用应力范围内，确保了齿圈2的可靠性以及飞轮总成的可靠性。

如图2所示，图2为图1中所示的A-A截面剖视图。

在关于连接件3的一种优选实施方式中，该连接件3可以为螺栓。具体的，本实施例在飞轮1的表面上设置了多个螺纹孔，并且各个连接件3均为与该螺纹孔配合安装的螺栓。而为了实现齿圈2与飞轮1的固定连接，各个螺栓的头部均与齿圈2的端壁或内侧壁固定连接。当然，为了保证螺栓与螺纹孔的配合紧密，一般可在螺栓的头部增设螺母，如此可将螺母与齿圈2的端壁或内侧壁固定连接，此种方式也同样可行。

为了简化连接件3与齿圈2的连接结构，可将飞轮1表面上的各个螺纹孔设置在飞轮1的边缘位置，如此螺栓自然也设置在飞轮1的边缘位置。而齿圈2一般就与飞轮1的侧壁过盈配合，因此螺栓的位置与齿圈2的内侧壁位置非常接近，此时可直接将螺栓的头部外表面与齿圈2的内侧壁紧贴后再固定连接。如此设置，不仅节省了飞轮1表面上的大部分空间，还提高了飞轮1与齿圈2之间的固定连接稳定性。当然，螺纹孔在飞轮1上的分布位置还可以是任意的。

进一步的，考虑到齿圈2的整体形状一般呈圆环状，其齿圈2的内侧壁自然是圆形。因此还可将各个螺栓的头部上与齿圈2的内侧壁相贴合的部分设置为与齿圈2的弧度相匹配的光滑圆弧面。比如若螺栓为六角螺栓，其头部为正六角形，那么可将该六角形的其中一个侧面设置为与齿圈2相贴合的光滑圆弧面。当然，头部为其余形状的螺栓的处理方式类同上述六角螺栓。

此外，为了进一步提高飞轮1与齿圈2的固定连接可靠性，加深飞轮1与齿圈2之间的配合减轻程度，可在飞轮1的表面上设置3～12个螺纹孔。当然，为了结构的规范和重量平衡性，可将该多个螺纹孔沿着飞轮1的边缘均匀分布。比如在飞轮1的表面上设置有3个螺纹孔时，该3个螺纹孔可呈120°的扇形分布；有4个螺纹孔时，可呈90°的十字型分布，以此类推。螺纹孔的数量越多，螺栓的数量就越多，对飞轮1与齿圈2的配合减轻程度就越高，直至将飞轮1与齿圈2由过盈配合减轻至间隙配合。

如图3和图4所示，图3为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图，图4为图3的局部剖视图。

在关于连接件3的另一种优选实施方式中，连接件3还可以为连杆结构。与此配合地，在飞轮1的表面上设置有沉孔，同样可沿着飞轮1的边缘均匀设置多个，而多根连杆即与各个沉孔相配合设置于其内。为保证飞轮1与齿圈2之间的固定连接，可直接将连杆的杆部与齿圈2的内侧壁紧贴并固定。或者可以在连杆的杆部设置横向凸起，并使该凸起的底面与齿圈2的端壁紧贴再固定，也是可行的。

另外，为了节约成本，精简工艺流程，不论连接件3的具体结构为何种形式，均可将连接件3的另一端与齿圈2的端壁或内侧壁通过焊接的方式实现固定连接。此处优选地，连接件3与齿圈2之间的焊接可以用过二氧化碳保护焊、氩弧焊或激光焊等方式完成，并且当然不仅限于上述焊接方式，其余工业上常用的焊接方式均可采用。

不仅如此，为了增加施工的便利性，提高焊接效率，各个连接件3可都采用具有良好焊接性能的低碳钢等材质。当然，其余比如铬锰合金等均可。

本发明还提供一种发动机，包括曲轴和设置在曲轴上的飞轮总成，其中，该飞轮总成与上述任一具体实施方式中的飞轮总成内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机的飞轮总成，包括互相配合的飞轮(1)和齿圈(2)，其特征在于，还包括设置于所述飞轮(1)上的多个连接件(3)，且各所述连接件(3)的一端均与所述飞轮(2)相连，而另一端均与所述齿圈(2)的端壁或内侧壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的飞轮总成，其特征在于，所述飞轮(1)的表面上设置有多个螺纹孔，且各所述连接件(3)为与各个所述螺纹孔相配合的螺栓；各所述螺栓的头部与所述齿圈(2)的端壁或内侧壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的飞轮总成，其特征在于，各所述螺纹孔均分布于所述飞轮(1)的边缘，且各所述螺栓的头部外表面与所述齿圈(2)的内侧壁紧贴并固定连接。

4.根据权利要求3所述的飞轮总成，其特征在于，各所述螺栓的头部上与所述齿圈(2)的内侧壁相贴合的部分均为与所述齿圈(2)的弧度相匹配的光滑圆弧面。

5.根据权利要求4所述的飞轮总成，其特征在于，所述飞轮(1)的表面上设置有3～12个所述螺纹孔，且各所述螺纹孔在所述飞轮(1)的边缘上均匀分布。

6.根据权利要求1所述的飞轮总成，其特征在于，所述飞轮(1)的表面上设置有多个沉孔，且各所述连接件(3)为与各个所述沉孔相配合的连杆；各所述连杆的杆部与所述齿圈(2)的端壁或内侧壁固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的飞轮总成，其特征在于，各所述连接件(3)的另一端均与所述齿圈(2)的端壁或内侧壁焊接。

8.根据权利要求7所述的飞轮总成，其特征在于，各所述连接件(3)的另一端均与所述齿圈(2)的端壁或内侧壁通过CO₂、Ar保护焊或激光焊接。

9.根据权利要求8所述的飞轮总成，其特征在于，各所述连接件(3)均为易于焊接的低碳钢件。

10.一种发动机，包括曲轴和设置于所述曲轴上的飞轮总成，其特征在于，所述飞轮总成为权利要求1-9任一项所述的飞轮总成。