CN105683615B - 次级构件的扭矩波动过滤机构 - Google Patents

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Abstract

扭矩波动过滤机构插置于围绕回转轴线(100)转动的内燃发动机曲轴与传动箱之间。机构包括围绕回转轴线(100)转动的待减振构件(14、114、214、15)、围绕回转轴线(100)相对待减振构件(14、114、214)转动的摆动惯性飞轮(22、122、222)、和允许摆动惯性飞轮(22、122、222)相对待减振构件(14、114、214)在平衡位置两侧的角度行程的铰接模块(26、126、226)。每个铰接模块(26、126、226)包括相对待减振构件径向枢转的至少一个摆动臂(26.1、226.1)、和摆动臂(26.1、226.1)与摆动惯性飞轮(22、122、222)之间的动力连接构件(26.4、226.4、26.40)，动力连接构件定位成当机构围绕回转轴线(100)转动时摆动臂(26.1、226.1)上的离心力在待减振构件(14、114、214、15)上产生反扭矩，其趋向于使摆动惯性飞轮(22、122、222)和待减振构件(14、114、124)返回平衡位置，反扭矩随过滤机构转速和角度行程幅度而增加。过滤机构另外包括在动力上插置于曲轴与待减振构件(14、114、214)之间的初级构件(12、112、212)，待减振构件构成围绕回转轴线(100)相对初级构件(12、112、212)转动的次级构件。

Description

次级构件的扭矩波动过滤机构
技术领域
本发明涉及尤其是应用于机动车的减缓内燃发动机非均衡性(acyclisme)的机构，本发明特别是涉及双减振飞轮、摩擦减振器或变矩器。
背景技术
为了缓减主要在怠速与中间工况速度之间的速度、例如约2500转/分钟下内燃发动机曲轴转动的不均匀性，在文件FR2857073中已经提出使由两个同轴惯性质量构成的转速波动或扭振减振惯性飞轮直接与内燃发动机曲轴联接，两个同轴惯性质量中的第一惯性质量与曲轴一体转动并且包括起动环冠和摩擦离合器的反作用盘，而第二惯性质量通过一些铰接的连接模块相对于第一惯性质量能转动活动，每个铰接的连接模块包括围绕与回转轴线平行的轴线相对于第一惯性质量枢转的至少一个摆动臂、和定位于摆动臂的自由端部以便能沿基本径向的方向活动的摆动质量，还包括使摆动臂的中间点与第二惯性质量连接的连杆。铰接模块通过离心效应抵抗惯性质量的相对转动，施加与两个惯性质量的相对转动并与同曲轴连接的惯性质量的转速的平方基本成比例的回位扭矩。在直接安装在曲轴上的情况下，该装置趋向于增加起动时要克服的惯性力矩。在构成第一级发动机扭矩波动过滤的情况下，该机构的尺寸应确定成具有较大惯性，以便具有显著效应，并且承受其未衰减波动的铰接模块本身应特别牢固。高的初级惯性还导致在惯性飞轮的下游、在摩擦离合器处和插置于离合器与传动箱之间的可能过滤装置处产生高惯性，这与降低消耗和减轻机构的目标相悖。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺点，改进在低工况下、尤其是作为示意性低于每分钟2000转下的发动机扭矩变化过滤。
为此，根据本发明的第一方面提出一种插置于围绕回转轴线转动的内燃发动机曲轴与传动箱之间的转速和/或扭矩波动过滤机构，该机构包括围绕回转轴线转动的待减振构件、相对于待减振构件围绕回转轴线转动的摆动惯性飞轮、和摆动惯性飞轮与待减振构件之间的连接机构，连接机构包括允许摆动惯性飞轮相对于待减振构件在平衡位置两侧的角度行程的铰接模块，每个铰接模块包括相对于待减振构件径向枢转的至少一个摆动臂、和摆动臂与摆动惯性飞轮之间的动力连接构件，该连接构件定位成使得，当机构围绕回转轴线转动时，摆动臂上的离心力在待减振构件上产生趋向于使摆动惯性飞轮和待减振构件朝向平衡位置返回的反扭矩，反扭矩随机构的转速和角度行程的幅度而增加。根据本发明，机构另外包括在动力上插置于曲轴与待减振部件之间的初级构件，待减振构件构成相对于初级构件围绕回转轴线转动的次级构件。当在分离位置起动时，处于次位的摆动惯性飞轮不被起动器带动。另外，变得可以在曲轴与待减振构件之间插置一个过滤级，这样允许对于同等的效应减小飞轮惯性和摆动臂质量。过滤机构允许实现没有弹簧而随转速可变化的表观刚度。
优选地，机构包括当机构转速超过预定的速度阈值时使摆动惯性飞轮与次级构件固连在一起的部件，该速度阈值实际上优选大于发动机怠速，例如大于1500转/分钟、但小于2500转/分钟的速度阈值。
根据一优选实施方式，每个摆动臂布置成面对相应的挡块，用以限制每个摆动臂的向外径向运动。
挡块可以定位于次级构件上。但是，根据一优选实施方式，挡块与摆动惯性飞轮固连在一起，以便在速度超过预定阈值时使飞轮和待减振构件通过离心效应固连在一起。挡块优选设置成只有当待减振构件的转速足够离心力产生铰接模块的弹性变形时，相应摆动臂才会接触到挡块。
根据一特别有利的实施方式，机构包括弹性回位元件，用于使次 级构件朝向相对于初级构件的参考角度位置返回。因此在动力传动系中的次级构件的上游构成初级构件与次级构件之间的第一级过滤。由同次级构件连接的摆动惯性飞轮构成的第二级过滤具有随转速变化的过滤特征。由于次级构件遇到的波动被第一级过滤缓减，则可以利用质量减小的飞轮及摆动臂得到追求的补充过滤效应。
根据一实施方式，尤其可以考虑将弹性元件至少部分地容置在位于初级构件和次级构件之间的空间、容置构成弹性回位元件的弹簧的窗口中。
必要时还可设置摩擦元件，用以消散初级构件与次级构件之间进行相对角度运动时的能量。
根据一实施方式，初级构件和次级构件中的一个包括板壳，初级构件和次级构件中的另一个包括互相固定并轴向位于板壳两侧的两个引导垫圈。因此，待减振构件可以由板壳或其中一垫圈构成，或者待减振构件可以与板壳或其中一垫圈固连在一起。
根据一实施方式，初级构件包括例如由螺钉或铆钉的通过孔构成的与曲轴的固定界面。在初级构件直接固定在曲轴上的设定中，初级构件也可构成起动环冠。它也可构成初级惯性飞轮。
根据一实施方式，初级和次级构件之一与摩擦离合器的摩擦表面固连在一起。
根据第一变型，摩擦表面由初级构件承载，初级构件通过过滤弹簧与次级构件连接，以形成内置过滤式摩擦离合器。
根据另一变型，摩擦表面与次级构件固连在一起，双减振飞轮由之间插置有弹性元件的初级构件和次级构件构成。
可以用不同方式引导惯性飞轮转动，尤其是通过安装在初级构件、次级构件或一零件上的轴承引导惯性飞轮转动，该零件例如为与初级构件或次级构件固连在一起的毂或环冠。
根据一实施方式，次级构件包括与传动箱输入轴连接用的连接界面，该连接界面能尤其是以花键毂的形式实现。
首先，为了避免任何不平衡度，铰接的连接模块数量成对，并且 相对于回转轴线两两地对称，优选相对于包含回转轴线的对称平面两两地对称，这在体积尺寸方面带来好处。
根据一实施方式，铰接的连接模块轴向布置于惯性飞轮与初级构件之间、和/或次级构件与初级构件之间、和/或在初级构件的槽座内。
根据一实施方式，动力连接构件包括至少一个滚动体，滚动体优选为滚子。优选地，摆动臂相对于待减振构件围绕枢转轴线枢转，滚动体具有与枢转轴线平行的转动轴线。
优选地，摆动臂上形成的滚道和摆动惯性飞轮上形成的滚道成形成使反扭矩随转速和角度行程幅度而增加。优选地，摆动臂上形成的滚道径向向外。在摆动臂上形成的滚道在与回转轴线垂直的剖面中是凹形的。同样，在摆动惯性飞轮上形成的滚道优选径向向内，优选在与回转轴线垂直的剖面中是凹形的。
优选地，在摆动惯性飞轮上形成的滚道、在摆动臂上形成的滚道以及滚动体使得在参考位置，滚动体处在相对于回转轴线最远的位置。
优选地，在摆动惯性飞轮上形成的滚道、在摆动臂上形成的滚道以及滚动体使得在参考位置，通过回转轴线和通过在滚动体与在摆动惯性飞轮上形成的滚动道之间的接触点的径向轴线在与回转轴线垂直的平面中，与摆动惯性飞轮上形成的滚道垂直。
根据一实施方式，在摆动惯性飞轮上形成的滚道、在摆动臂上形成的滚动道以及滚动体使得在参考位置，通过回转轴线和通过在滚动体与摆动臂上形成的滚道之间的接触点的径向轴线在与回转轴线垂直的中间平面中，与摆动臂上形成的滚道垂直。
根据另一实施方式，动力连接构件包括用于摆动臂与摆动惯性飞轮之间连接的连杆。优选地，摆动臂相对于次级构件围绕第一枢转轴线枢转，连杆围绕第二枢转轴线相对摆动臂枢动，并且连杆相对于摆动惯性飞轮围绕第三枢转轴线枢转，第一、第二、第三枢转轴线全都与回转轴线平行。形成第一、第二和第三枢转轴线或它们中的一些轴线的枢轴，可以是确定相对于铰接零件固定的枢转轴线的光滑轴承或滚动轴承。它们中的至少一个也可以是滚动枢轴，带有直径比接纳它 的阴性零件直径更小的阳性零件，或者带有滚子在其中滚动的两个套筒，以便赋予枢转轴线以相对于铰接零件的较小的自由度。
根据一实施方式，第一枢转轴线位于摆动臂的一端部，连杆与摆动臂之间的第二枢转轴线定位于第一枢转轴线与摆动臂的相反自由端部之间的中间位置。该自由端部优选是实心的，可设有附加质量块。
每个模块的摆动臂优选沿圆周方向延伸，使得摆动臂的运动主要是相对于回转轴线的径向运动。
根据一实施方式，至少在第二和第三枢转轴线与回转轴线共面时，第二枢转轴线距在第一枢转轴线与第三枢转轴线之间的中间回转轴线一段距离。
优选地，第一、第二、和第三轴线设置成当第二枢转轴线和第三枢转轴线位于包含回转轴线的径向平面中时，摆动臂处在它的路径距离回转轴线最远的位置中的极点。待减振构件和摆动惯性飞轮的相应的相对位置构成没有发动机扭矩波动的在稳定工况达到的平衡位置。从该参考位置出发，待减振构件与摆动惯性飞轮之间的任何相对角度运动的作用是使摆动臂靠近回转轴线。
优选地，第一、第二和第三枢转轴线设置成使得在息止时，当第二枢转轴线、第三枢转轴线和回转轴线在同一径向平面中定位时，摆动臂与挡块之间的距离经过非零的最小值。只有当待减振构件的转速足以导致连接模块弹性变形时，摆动臂才会与相应挡块接触，以使摆动惯性飞轮与待减振构件固连在一起，该变形可以位于摆动臂、枢轴和/或连杆处。摆动臂优选具有中间部分，该中间部分位于摆动臂在待减振构件上枢转的轴线与要与挡块接触的摆动臂自由端部之间，该部分比较柔软，以使它们能够通过离心力作用变形。
第三枢转轴线可以径向位于第二枢转轴线内或外。
根据本发明的另一方面，本发明还涉及一种包括如上所述的过滤机构和单片式或双片式的摩擦离合器的机械组件，摩擦离合器包括与初级机构或次级构件固连在一起的摩擦表面，尤其是摩擦衬片。特别是，本发明涉及该类组件，其离合器包括与次级构件固连在一起的摩 擦板壳。特别是，可以设置轴向离开待减振构件并且通过联接零件与待减振构件相固连的摩擦板壳。如果离合器压盘轴向容置于次级构件与摩擦板壳之间，则尤其是这种情况，特别是在双摩擦离合器的情况下。正如前面已经解释的，过滤机构可以在动力上布置于摩擦离合器的上游或下游。
附图说明
通过阅读下面参照以下附图进行的描述，本发明的其它特征和优点将体现出来，附图中：
-图1是集成有根据本发明一实施方式的过滤机构的双惯性飞轮式动力传动系的示意图；
-图2是图1的双惯性飞轮的主视图；
-图3是图2的双惯性飞轮的一部分沿图2的G-G半剖面的等距剖视图；
-图4是图2的双惯性飞轮的一部分沿图2的H-H半剖面的等距剖视图；
-图5是图2的双惯性飞轮的一部分的等距视图；
-图6是比较传统双减振飞轮、配有无挡块的根据本发明的假定双减振飞轮、配有挡块的根据本发明的双减振飞轮、和其挡块始终工作的配有根据本发明的机构的假定双减振飞轮随转速的衰减的线图；
-图7是集成有根据本发明另一实施方式的过滤机构的双减振飞轮的部分剖面等距视图；
-图8是集成有布置于双离合器上游的根据本发明另一实施方式的过滤机构的双惯性飞轮式动力传动系的示意图；
-图9是集成有根据图7实施方式的过滤机构和双减振飞轮的双离合器的剖面图；
-图10是图9双离合器的另一剖面图；
-图11是包括根据本发明另一实施方式的过滤机构的摩擦离合器的示意图；
-图12是包括根据本发明另一实施方式的过滤机构的摩擦离合器的示意图；
-图13是图12摩擦离合器的一变型的剖面图；
-图14是图13离合器的透视图；
-图15是集成有根据本发明一实施方式的扭矩波动过滤机构的变矩器的示意图；
-图16是图15过滤机构的分解等距视图；
-图17是图16过滤机构的部分正视和部分横剖面视图；
-图18是图16过滤机构在图17的XVIII剖面中的轴向剖面图；
-图19是图16过滤机构在图17的XIX剖面中的轴向剖面图；
-图20是图16过滤机构的铰接摆动机构的分解等距视图；
-图21是图20铰接摆动机构的摆动臂的等距视图；
-图22是图20铰接摆动机构在第一行程终点位置的一细部的主视图；
-图23是图20铰接摆动机构在最大径向行程的中间位置的一细部的主视图；
-图24是图20铰接摆动机构在第二行程终点位置的一细部的主视图；
-图25是根据一实施变型的铰接摆动机构在最大径向行程的中间位置的一细部的主视图；
为了更清楚，在所有图中，相同或相似的元件用相同的参考数字表示。
具体实施方式
图1中示出机动车动力传动系1，机动车动力传动系包括位于曲轴2与传动箱3的输入轴之间的干式离合器5。过滤机构10在动力传动系中位于离合器上游，在该实施方式中，过滤机构10构成双减振飞轮并且包括：由与曲轴2连接的初级飞轮构成的初级构件12、和由与离合器5的初级件连接的次级飞轮构成的次级构件14。弹性构件16间置于初级飞轮12与次级飞轮14之间，以便在初级飞轮12与次级飞轮14之间的角度定位波动时工作。根据本发明的铰接摆动机构30包括摆动惯性飞轮22，摆动惯性飞轮22通过铰接的连接模块26与次级飞轮14连接，铰接摆动机构30允许衰减次级飞轮14在低工况下的振动。
在图2-5中示出双减振飞轮10的结构，其包括构成过滤机构的初级构件的初级惯性飞轮12、构成过滤机构的次级构件的次级惯性飞轮14、和弯曲弹簧16，弯曲弹簧16通过它们的端部抵靠在初级惯性飞轮12上和次级惯性飞轮14上，以根据初级惯性飞轮12和次级惯性飞轮14之间围绕双减振飞轮10的回转轴线100的相对角度运动被施以应力。初级惯性飞轮12以传统方式由互相固连在一起的多个零件构成，尤其是由包围属于次级飞轮的板壳14.1的两个引导垫圈12.1、12.2构成，这种设置保证对弹簧16的引导。引导垫圈之一12.1形成槽座，而另一引导垫圈呈盖子12.2的形式。这里，初级飞轮12配有起动环冠12.3、形成毂的零件12.4、和设有用于固定到曲轴上用的固定螺钉18通过的孔眼12.5的固定板、以及实心外环12.6。次级飞轮14的板壳14.1与实心零件14.2固连在一起，实心零件14.2轴向偏移于引导垫圈12.1、12.2所界定的空间之外。通过滚动轴承20引导该实心零件14.2在初级飞轮12的毂12.4上转动。次级飞轮14的实心零件14.2以公知的方式与摩擦离合器的摩擦衬片(未示出)直接接触。
摆动惯性飞轮22由周沿环22.1和板壳22.2构成，通过插置于板壳22.2和次级飞轮14之间的光滑轴承24引导摆动惯性飞轮22围绕回转轴线100转动。为了减缓次级飞轮的扭矩波动，摆动惯性飞轮22通过四个铰接的连接模块26与次级飞轮14连接，这四个铰接的连接模块26相对于回转轴线100两两对称地、相对于包含回转轴线的对称平面两两对称地布置。图4和5中更准确表示的每个铰接的连接模块26包括：摆动臂26.1，其通过第一枢轴26.2与次级惯性飞轮14铰接，以便围绕第一枢转轴线200枢转；和连杆26.4，连杆26.4通过确定第二枢转轴线300的第二枢轴26.5与摆动臂26.1铰接，并通过确定第三枢转轴线400的第三枢轴26.7与摆动惯性飞轮22连接。每个摆动臂26.1的在第一枢轴26.2相反方向上的自由端部26.9是实心的，自 由端部在该实施方式中由附接重块构成，但也可与摆动臂26.1的其余部分成单块整体。在一方面枢轴26.2、26.5与自由端部26.9之间的中间部分26.10中，摆动臂26.1的截面变薄，使臂具有一定柔性。摆动惯性飞轮22另外设有与四个铰接的连接模块26对应的四个挡块28，每个挡块与相应摆动臂26.1的自由端部相面对就位。
装置以如下方式运行。息止时，在零转速下，可以将摆动惯性飞轮22定位在相对于次级惯性飞轮14的参考角度位置，该参考角度位置对应于连杆26.4的第二枢转轴线300和第三枢转轴线400在包含回转轴线100的径向平面中对齐。该位置对应于摆动臂26.1的自由端部的准静态路径的极点，即它们路径的同时距回转轴线100最远并且最靠近相应挡块28的点。在该位置，摆动臂26.1的自由端部26.9与相应挡块28之间没有接触，而是保留大约零点几毫米的微小间隙。从该平衡角度位置出发，摆动惯性飞轮22相对于次级惯性飞轮朝一个方向或另一方向的任何相对转动都有助于使摆动臂26.1的自由端部26.9靠近回转轴线。
当曲轴在低速下、尤其是在起动阶段的期间、怠速工况下带动初级飞轮时，发动机扭矩波动没有被双减振飞轮10的弹簧有效过滤。在该工况下，每次汽缸点火的扭矩波动都被传递给次级飞轮14，使次级飞轮14和摆动惯性飞轮22的相对角度定位波动，相位延迟。由四个铰接模块26构成的连接机构允许摆动惯性飞轮相对于次级飞轮14在平衡位置两侧进行角度行程。与次级飞轮14一起围绕回转轴线100转动的摆动臂在枢轴26.5上向由两个枢轴26.5和26.7确定的方向施加力。当系统处在平衡位置时，连杆为径向取向，因此在枢轴26.7处产生的本身为径向的力不会产生任何回位扭矩。次级飞轮和摆动惯性飞轮的相对角度定位的波动的作用是改变通过连杆26.4传递给次级飞轮14的力的合力的角度，从而产生向平衡位置返回的回位扭矩，该回位扭矩近似地与角度行程的幅度和围绕回转轴线的转速的平方成比例。由通过连接模块26与次级飞轮14连接的摆动惯性飞轮22构成的铰接摆动机构30表现如同抵抗次级飞轮14构成的待减振构件的扭矩变化的刚度随速度变化的过滤器。
当围绕回转轴线的转速增大时，摆动臂26.1施加在枢轴26.5上的离心力的合力增加，次级飞轮14与摆动惯性飞轮22之间的角度行程的幅度减小。摆动臂的柔性部分26.10趋向于弹性变形，并且摆动臂的自由端部26.9逐渐靠近挡块28。超过给定的临界速度，例如2200转/分钟，摆动臂26.1的自由端部26.9与挡块接触，从而使摆动惯性飞轮22与次级飞轮14固连在一起。则摆动惯性飞轮24的惯性加到次级飞轮14的惯性中。当转速继续增加时，由于抵靠在挡块28上，因而枢轴26.2、26.5、26.7上的力保持相对稳定。
双减振飞轮单独具有大约1000转/分钟的固有频率，其低于发动机的怠速，但高于起动阶段中曲轴的速度，并且双减振飞轮在大约2000转/分钟具有优良的衰减。通过双减振飞轮10与铰接摆动机构30结合，得到摆动惯性飞轮在低工况下的优良衰减，然后在双减振飞轮10最有效的更高工况下锁定过滤机构，锁定摆动惯性飞轮22的作用是增加双减振飞轮10的次级惯性。因此避免连接模块26的枢轴26.2、26.5、26.7的过早磨损。
通过由双减振飞轮10和铰接摆动机构30组成的机构得到的组合过滤示于图6中。图6的曲线表示对于无摆动惯性飞轮的根据图1-7的双减振飞轮(曲线A)、对于其连接模块始终挡靠挡块28被锁定并与发动机工况无关的根据图1-7的假定双减振飞轮(曲线B)、和对于配有摆动惯性飞轮但无挡块28的假定双减振飞轮(曲线C)、和最后对于配有摆动惯性飞轮22和超过2200转/分钟工作的挡块28的根据图1-7的双减振飞轮(曲线D，实线表示)的角加速度(弧度/秒平方)随转速(转/分钟)的变化。则发现，沿曲线C的衰减是最佳的，但相应装置在高工况的离心力作用下会发生破碎。根据本发明的系统(曲线C)在低工况下比双减振飞轮(曲线A)更有效，在临界速度后与具有等于次级飞轮14的惯性与摆动惯性飞轮22的惯性之和的次级惯性的双减振飞轮的性能吻合。
图7中示出配有根据上述实施方式的一变型的过滤机构的双减振 飞轮，它的不同之处主要在于引导摆动惯性飞轮22转动的光滑轴承24的安置位置，该光滑轴承这次由初级构件12的盖子12.2承载。对于其余方面，结构和运行与图1-5的实施方式相同，可参照图1-5的实施方式以了解更深入细节。
图8-10中示出集成有根据本发明的铰接摆动机构30的双减振飞轮10，双减振飞轮10与用于具有两个输入轴的传动箱的双离合器5相结合。双减振飞轮10的结构与图1-7的第一实施方式的结构类似。双减振飞轮10在动力上插置于曲轴2与双离合器5之间，双离合器可以带动传动箱3的两个同轴输入轴3.1、3.2。这里满足于看到，需要减缓其扭矩波动的转动构件由次级飞轮14构成，次级飞轮14除了板壳14.1和偏移的实心零件14.2外，还包括联接零件14.3，联接零件14.3保证与双离合器的反作用盘5.1的连接。摆动惯性飞轮22安装在由实心零件14.2承载的光滑轴承或滚动轴承24上，以便围绕回转轴线100转动，摆动惯性飞轮22通过与第一实施方式的铰接的连接模块类似的铰接的连接模块26与次级飞轮14连接。如同对第一实施方式那样，摆动惯性飞轮22设有图9和10这两个剖面图中看不到的挡块。双离合器5则具有已知结构，包括第一压盘5.2、第二压盘5.3、与变速箱的第一输入轴连接的第一阻尼摩擦件5.4、和与变速箱的第二输入轴连接的第二摩擦件5.5。反作用盘5.1自然包括面对两个摩擦件5.4和5.5的摩擦表面。通过第一膜片5.6控制第一压盘，第二压盘受第二膜片5.7控制。值得注意的是，第一压盘5.2插置于偏移的实心零件14.2与反作用盘5.1之间。
图11中示意地示出根据本发明的过滤机构集成到对称的阻尼摩擦离合器110中。这里，过滤机构的初级构件112由承载摩擦衬片112.2的板壳112.1构成，摩擦衬片112.2被能轴向活动的压盘132推靠到反作用盘130上。板壳112.1通过弯曲弹簧116与次级构件114连接，次级构件114由两个引导垫圈114.1、114.2构成并与套箍在传动箱输入轴150上的花键毂114.3固连在一起。为了减缓次级构件114的扭矩波动，滚动或光滑轴承124引导摆动惯性飞轮122围绕回转轴线100 转动，并且摆动惯性飞轮122通过与上述实施方式的铰接的连接模块类似的铰接的连接模块126与次级构件114的其中一引导垫圈114.2连接。在该实施方式中还设置了挡块(未示出)，用于在高于预定速度阈值下使摆动惯性飞轮122与次级构件114相固连。
在图12中示意地示出根据本发明的过滤机构集成到非对称的阻尼摩擦离合器210中。这里，过滤机构的初级构件212由两个引导垫圈212.1、212.3构成，这些引导垫圈中的一个承载摩擦衬片212.2，摩擦衬片被能轴向活动的压盘232推靠到反作用盘230上。初级构件的引导垫圈212.1、212.3通过弯曲弹簧216与次级构件214连接，次级构件214由与套箍在传动箱输入轴250上的花键毂214.3固连在一起的板壳214.1构成。为了进一步减缓次级构件214的扭矩波动，通过滚动或光滑轴承224引导摆动惯性飞轮222围绕回转轴线100转动，并且摆动惯性飞轮222通过与上述实施方式的铰接的连接模块类似的铰接的连接模块226与次级构件214的板壳214.1连接。在该实施方式中，还设有用于在高于预定速度阈值下使摆动惯性飞轮222与次级构件214固连在一起的挡块(未示出)。
图13和14中示出主要对应于图12的原理示意图的结构，对该结构使用了相同的参考数字。该结构与前面结构的不同之处在于：次级构件还包括套箍在花键毂214.2上的支撑盘214.4，用于连接摆动惯性飞轮222。在图13和14中看到铰接的连接模块226的摆动臂226.1、连杆226.4和铰接枢轴226.2、226.5、226.7。还注意到，摆动惯性飞轮222具有形成挡块228的轴向延长部。
其它变型自然也是可以的。尤其是可以设置为，铰接模块轴向布置于摆动惯性飞轮与初级构件之间、和/或次级构件与初级构件之间，和/或在初级构件的槽座内。还可在初级构件中设置用于摆动惯性飞轮的槽座。还可考虑挡块不是定位在摆动惯性飞轮上，而是定位在次级构件上。
图15中示意地示出位于曲轴2与传动箱3的输入轴之间的变矩器1。该变矩器以公知方式包括液力变矩器4和锁止离合器5，液力变矩 器4和锁止离合器5并联地布置于曲轴2与扭矩波动过滤机构10的输入构件12之间，机构10的输出构件14与传动箱3的输入轴固连在一起。中间定相构件15插置于输入构件12与输出构件14之间，定相构件15通过刚度为K1的第一弹性构件16与输入构件12连接，并且通过刚度为K2的第二弹性构件17与输出构件14连接。该中间定相构件另外通过连接模块26与摆动惯性飞轮22连接，从而形成铰接摆动机构30。与前面的实施方式类似地，定相构件15在该实施方式中构成相对于由输入构件12构成的初级构件转动的次级构件。
如在图16-19的结构图中更清楚地看到的，输入构件12和输出构件14是围绕同一几何转动轴线100转动的构件，能相对于彼此转动地活动，并且每个都能相对于中间定相构件15转动地活动，中间定相构件15本身也是能围绕转动轴线100转动活动的。摆动惯性飞轮22能够相对于中间定相构件15成角度地摆动。第一弹性构件16和第二弹性构件17串联地布置于输入构件12与输出构件14之间，使得朝输出构件14的方向相对于输入构件12的准静态角度位移导致两种弹性构件16、17的弹性势能增加，而朝相反方向的相对角度位移导致两种弹性构件16、17的弹性势能减少。
在结构上，过滤机构10的输入构件12由子组件构成，该子组件包括以公知方式互相固定的一对引导垫圈12.1、12.2、固定于引导垫圈12.1的锁止离合器5的钟形罩(未示出)、和固定在另一引导垫圈12.2上的液力变矩器4的涡轮毂(未示出)。两个引导垫圈12.1、12.2之间界定空间，固定在中心毂14.2上并与中心毂一起构成输出构件14的输出板壳14.1布置在该空间中。中心毂14.2用于套在传动箱3的输入轴(未示出)上。输出板壳14.1形成星形件，在该实施方式中，该星形件具有三个分支14.3。引导垫圈12.1开有三个圆弧形的大窗口12.11，这三个大窗口被三个径向材料桥12.12两两地分开。在图中，垫圈12.1的材料桥12.12和输出板壳14.1的分支14.3的角度位置重合，但它们的相对角度定位可以自然地随输入构件12与输出构件14之间的角度变化而变化。
构成过滤机构10的次级构件的中间定相构件15包括定相板壳15.1，定相板壳15.1设有径向延伸于空间44内的三个臂15.2，这三个臂与星形输出板壳14.1的分支14.3交替。定相板壳15.1安装成能够围绕中心毂14.2转动。
数量为六个的弹簧16.1、17.1被容纳在由两个引导垫圈12.1、12.2界定的空间中，其中三个弹簧构成第一弹性构件16，三个弹簧构成第二弹性构件17。构成第一弹性构件16的三个弹簧16.1中的每一个紧绷在中间定相构件15的其中一臂15.2与在引导垫圈12.1中构成的其中一桥12.12之间，以便在中间定相构件15与输入构件12之间进行相对角度运动时工作。构成第二弹性构件17的三个弹簧17.1中的每一个紧绷在中间定相构件15的一臂15.2与输出板壳14.1的其中一分支14.3之间，以便在中间定相构件15与输出构件14之间进行相对角度运动时工作。要注意的是，第一弹性构件16的弹簧16.1的尺寸确定成大于构成第二弹性构件17的弹簧17.1的尺寸，第一弹性构件16的刚度K1优选小于第二弹性构件17的刚度K2，K2/K1之比例如在2-5之间，优选在2-3之间。
中间定相构件15还包括位于引导垫圈12.1、12.2外的平坦的环形支撑零件15.3。定相板壳15.1包括撑隔件15.4，撑隔件穿过引导垫圈12.2中形成的窗口轴向突起，并插入到为此设在环形支撑零件15.3的开口15.5中，以将环形支撑零件15.3与定相板壳15.1相固连。
通过固定在环形支撑零件15.3上的三个销子15.31引导由周沿环构成的摆动惯性飞轮22围绕回转轴线100相对于定相构件15转动，三个销子在设于摆动惯性飞轮22上的三个轨道22.10上滑动，这些轨道还确定限制摆动惯性飞轮22相对于定相构件15的角度行程的行程终点挡块22.12、22.13。为了减缓定相构件的扭矩波动，摆动惯性飞轮22通过围绕回转轴线100互相成120°布置的三个连接模块26与定相构件15连接。图20-24中更确切表示的每个连接模块26包括：摆动臂26.1，其通过枢轴26.2与环形支撑零件15.3铰接，以便围绕与回转轴线100平行的枢转轴线200枢转；和滚动体26.4，这里是滚子，其在摆动臂26.1上形成的滚道26.5上和在摆动惯性飞轮22上形成的滚道26.7上滚动。在摆动臂26.1上形成的滚道26.5径向向外，并朝向在摆动惯性飞轮22上形成的、径向向内的滚道26.7。这两个滚道26.5、26.7在与回转轴线100垂直的横剖面上都是凹形的。滚道26.5位于枢轴26.2与摆动臂的实心延长部26.9之间。摆动臂的一部分还形成抵靠面26.8。在与滚道26.5和相对于枢轴26.2的实心延长部26.9相反的方向上，摆动臂具有跟部26.11，跟部26.11向摆动惯性飞轮22突伸并在这里为凸形的弯曲轨道26.12上滑动，跟部26.11抵抗摆动臂沿顺时针方向的枢转，因此避免滚子从在滚道26.5和26.7之间径向构成以及在环形支撑零件15.3与摆动臂26.1的壁26.13之间轴向构成的槽座中脱出。
装置以如下方式运行。息止时，在零转速下，没有任何离心力施加在摆动臂26.1上。可以将摆动惯性飞轮22定位在相对于定相构件15的环形支撑零件15.3的参考角度位置，如图19所示。每个连接模块26的滚子26.4则处于相对于滚道26.5、26.7的中间位置，可以在与回转轴线100垂直的平面中画出径向轴线500，径向轴线500经过回转轴线，经过在滚子与摆动臂上形成的滚道之间的接触点并经过在滚子26.4与摆动惯性飞轮22上形成的滚道26.7之间的接触点，该径向轴线500在两个接触点处与两个滚道26.5、26.7垂直。因此，该参考位置是平衡位置。从该平衡角度位置出发，摆动惯性飞轮22相对于定相构件15朝一个方向或另一方向的任何相对转动都有助于使摆动臂26.1的实心延长部26.9靠近回转轴线。
当曲轴2低速转动时，发动机扭矩波动没有被过滤机构10的弹性构件16、17有效地过滤。在该工况下，每次汽缸点火时的扭矩波动则都被传递给定相构件15，并使定相构件15和摆动惯性飞轮22的相对角度定位波动，而相位延迟。由三个铰接模块26构成的连接机构允许摆动惯性飞轮22相对于定相构件15在图23的平衡位置两侧进行角度行程。与定相构件15一起围绕回转轴线100转动的每个摆动臂26.1通过实心延长部26.9上的离心效应朝两个滚道26.5和26.7所确定的 方向在滚子26.4上施加力。当系统位于平衡位置时，滚子处在上述平衡位置，则在滚道26.5和26.7处产生的本身为径向的力不产生任何回位扭矩。定相构件15和摆动惯性飞轮22的相对角度定位的波动的作用是改变通过摆动臂26.1传递给定相构件15的力的合力的角度，从而产生向平衡位置返回的回位扭矩，该回位扭矩随围绕回转轴线的转速的平方和角度行程的幅度而增加。通过连接模块26与定相构件15连接的摆动惯性飞轮22所构成的铰接摆动机构30表现如同硬度根据速度变化的过滤器，它抵抗定相构件15所构成的待减振构件的扭矩变化。
当围绕回转轴线的转速增加时，摆动臂26.1施加到滚子26.4上的离心力的合力增加，定相构件15与摆动惯性飞轮22之间的角度行程的幅度减小。摆动臂趋向于弹性变形，并且摆动臂的抵靠面26.8逐渐靠近摆动惯性飞轮22。超过给定的临界速度、例如2200转/分钟，摆动臂26.1的抵靠面26.8则与销子15.31接触，从而限制滚子26.4上和枢轴26.2上的力。
铰接摆动机构30用于在观察到共振现象的临界范围内将定相构件15减振。一旦发动机工况足够高并且铰接摆动机构30的固有频率被超过，摆动惯性飞轮22则以相对于定相构件15的反相摆动。因此，定相构件15被至少部分地互相补偿的反扭矩促动，反扭矩即一方面由弹簧16和17传递的输入和输出扭矩，另一方面源于惯性飞轮并通过滚子26.4、摆动臂26.1和枢轴26.2传递给定相构件15的摆动扭矩。因此将摆动惯性飞轮22的惯性力矩选择为使铰接摆动机构30的固有频率相对于在考虑的发动机工况下的扭矩摆动频率非常小。
通过使扭矩过滤机构10与铰接摆动机构30结合，得到在低工况下定相构件15的良好减振，然后在更高工况下锁定铰接摆动机构30，锁定摆动惯性飞轮22的作用是增加定相构件15的惯性。因此避免了连接模块26的过早磨损。
可以针对每种应用调节滚道26.5和26.7的型廓，以便得到合适的响应曲线。
根据图25中所示的变型，在摆动惯性飞轮22上设置径向挡块28，径向挡块28构成摆动臂26.1当处于最大行程的中间位置时的抵靠部。因此将摆动臂的枢轴26.2设置成使得当转速增加时，摆动惯性飞轮22与定相构件15相固连。摆动惯性飞轮22的惯性于是添加到定相构件15的惯性中。当转速继续增加时，力分布在挡块28、枢轴26.2、滚子26.4和滚道26.5、26.7之间。
在图16-25的实施方式中更特别地示出的滚子式铰接连接模块和在图1-14的实施方式中更特别地示出的连杆式铰接连接模块可以互换。换句话说，连杆式铰接连接模块可以用于代替滚子式铰接连接模块，以实施图16-25的实施方式的新变型，反过来也是一样，滚子式铰接连接模块可以用来代替连杆式铰接连接模块，以实施图1-14的实施方式的新变型。

Claims (20)

1.一种扭矩波动过滤机构，其插置于围绕回转轴线(100)转动的内燃发动机曲轴与传动箱之间，扭矩波动过滤机构包括围绕回转轴线(100)转动的待减振构件(14、114、214、15)、相对于待减振构件(14、114、214)围绕回转轴线(100)转动的摆动惯性飞轮(22、122、222)、和铰接模块(26、126、226)，铰接模块允许摆动惯性飞轮(22、122、222)相对于待减振构件(14、114、214)在平衡位置两侧的角度行程，每个铰接模块(26、126、226)包括相对于待减振构件径向枢转的至少一个摆动臂(26.1、226.1)、和摆动臂(26.1、226.1)与摆动惯性飞轮(22、122、222)之间的动力连接构件(26.4、226.4)，动力连接构件定位成使得当扭矩波动过滤机构围绕回转轴线(100)转动时，摆动臂(26.1、226.1)上的离心力在待减振构件(14、114、214、15)上产生反扭矩，反扭矩趋向于使摆动惯性飞轮(22、122、222)和待减振构件(14、114、124)朝向平衡位置返回，反扭矩随扭矩波动过滤机构的转速和角度行程的幅度而增加，其特征在于，扭矩波动过滤机构另外包括在动力上插置于内燃发动机曲轴与待减振构件(14、114、214)之间的初级构件(12、112、212)，待减振构件构成相对于初级构件(12、112、212)围绕回转轴线(100)转动的次级构件。
2.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，扭矩波动过滤机构包括当扭矩波动过滤机构的转速超过确定阈值时使摆动惯性飞轮与次级构件固连在一起的部件。
3.如上述权利要求中任一项所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，每个摆动臂(26.1、226.1)布置成面对相应的挡块(28、228)，用以限制每个摆动臂(26.1、226.1)的向外径向运动。
4.如权利要求3所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，挡块(28、228)与摆动惯性飞轮(22、122、222)固连在一起。
5.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，扭矩波动过滤机构包括弹性回位元件(16、116、216)，用于使次级构件(14、114、214)朝向相对于初级构件(12、112、212)的参考角度位置返回。
6.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，初级构件(12、112、212)和次级构件(14、114、214)中的一个包括板壳(14.1、112.1、214.1)，初级构件和次级构件中的另一个包括互相固定并轴向位于板壳(14.1、112.1、214.1)两侧的两个引导垫圈(12.1、12.2、114.1、114.2、212.1、212.3)。
7.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，初级构件(12、112、212)包括固定于内燃发动机曲轴用的固定界面(12.4)。
8.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，初级构件(12、112、212)或次级构件(14、114、214)与摩擦离合器(110、210)的摩擦表面(112.2、212.2)固连在一起。
9.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，轴承(24、124、224)引导摆动惯性飞轮(22、122、222)转动，轴承安装在初级构件(12、112、212)或次级构件(14、114、214)上，或者轴承安装在一个零件上，所述零件是与初级构件(12、112、212)或次级构件(14、114、214)固连在一起的环冠或毂(214.3)。
10.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，次级构件(14、114、214)包括与传动箱输入轴(150、250)连接用的连接界面(114.3、214.3)。
11.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，铰接模块(26、126、226)相对于回转轴线(100)两两地对称，铰接模块相对于包含回转轴线(100)的对称平面两两地对称。
12.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，铰接模块(26、126、226)轴向布置于摆动惯性飞轮(22、122、222)与初级构件(12、112、212)之间、和/或次级构件(14、114、214)与初级构件(12、112、212)之间、和/或在初级构件(12、112、212)的槽座内。
13.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，动力连接构件(26.4)包括至少一个滚动体(26.4)，滚动体是滚子。
14.如权利要求13所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，摆动臂(26.1)相对于待减振构件(15、114)围绕枢转轴线(200)枢转，滚动体(26.4)具有与枢转轴线(200)平行的转动轴线。
15.如权利要求13所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，滚动体(26.4)在摆动臂(26.1)上形成的滚道(26.5)和摆动惯性飞轮(22)上形成的滚道(26.6)上滚动。
16.如权利要求1所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，动力连接构件包括用于摆动臂(26.1、226.1)与摆动惯性飞轮(22、122、222)之间连接的连杆(26.4、226.4)。
17.如权利要求4所述的扭矩波动过滤机构，其特征在于，动力连接构件是用于摆动臂(26.1、226.1)与摆动惯性飞轮(22、122、222)之间连接的连杆(26.4、226.4)，摆动臂(26.1、226.1)相对于次级构件(14、114、214)围绕第一枢转轴线(200)枢转，连杆(26.4、226.4)围绕第二枢转轴线(300)相对摆动臂(26.1、226.1)枢动，并且连杆相对于摆动惯性飞轮(22、122、222)围绕第三枢转轴线(400)枢转，第一、第二和第三枢转轴线布置成使得在息止时，当第二枢转轴线(300)、第三枢转轴线(400)和回转轴线(100)定位于同一径向平面中时，摆动臂(26.1、226.1)与相应的挡块(28、228)之间的距离经过非零的最小值。
18.一种机械组件，机械组件包括如上述权利要求中任一项所述的扭矩波动过滤机构和单片式或双片式的摩擦离合器(110、210)，所述机械组件包括与初级构件或次级构件固连在一起的摩擦表面(112.2、212.2)。
19.如权利要求18所述的机械组件，其特征在于，摩擦表面(112.2、212.2)轴向离开次级构件并通过联接零件固连于次级构件。
20.如权利要求18或19所述的机械组件，其特征在于，扭矩波动过滤机构插置于内燃发动机曲轴与摩擦离合器(110、210)之间。
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