CN106015452B - 用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，其可以包括：质量体，其由金属材料制成并且具有质量；阻尼器本体，其设置在传动轴上，并且所述质量体联接至该阻尼器本体；捆扎构件，其将所述阻尼器本体固定至传动轴；以及刚度调整构件，其设置于所述捆扎构件上以按压所述阻尼器本体，并且根据所述阻尼器本体受按压的程度来改变该阻尼器本体的刚度。

Description

用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的传动轴的阻尼器。更具体而言，本发明涉及一种一体式可变频率阻尼器，其能够容易地调整阻尼频率，从而能够应用于所有类型的传动轴，而不用考虑车型、传动系(PT)的规格以及地域。

背景技术

车辆的传动轴用以传递由发动机产生并且通过变速器进行传递的动力。

由于发动机的旋转力而会使传动轴中出现扭转和弯曲振动，并且在传动轴以高速旋转的时候，当传动轴的旋转速度达到某一旋转速度时，会出现振动。

传动轴中出现的振动会使传动轴的传动稳定性变差，对传动系统产生不利的影响，并且会产生导致静音性能变差的轰鸣噪音。

具体而言，在传动轴中产生的振动的频率与传动轴的固有频率相匹配的情况下，随着频率进一步增大，轰鸣噪声也会增强，并且增强的振动会导致共振，这种共振会破坏传动轴或者会造成传动轴的严重损坏。

传动轴的水平长度基于车辆的尺寸以及发动机和变速器的安装位置而改变，并且随着传动轴的直径和形状改变，共振频率也会改变。

通常，传动轴的共振频率与车辆中易于产生加速噪声和振动的部分相匹配，这是导致车辆的NVH(噪声、振动、平稳)性能变差的主要原因。

因此，如图1中所示，为了降低振动和噪声，在传动轴1上安装了适配于传动轴的共振频率的动态阻尼器110。

阻尼器110以特定的频率发生振动，这可以消除传动轴1中产生的振动，并且消除振动，从而确保传动轴和传动系统的稳定性并使噪声的出现降至最低。

图2为示出了根据相关技术的动态阻尼器的横截面形状的构造图，动态阻尼器110包括质量体120、中空阻尼器本体130以及捆扎构件140，所述质量体120由金属材料制成并且限定了质量；所述中空阻尼器本体130由弹性橡胶材料制成并且形成为包围所述质量体120；所述捆扎构件140将阻尼器本体130固定至传动轴1。

动态阻尼器110安装于传动轴1的外周表面上。阻尼器本体130(质量体120联接至该阻尼器本体130)与传动轴1的外周表面装配在一起，捆扎构件140紧固至阻尼器本体130的两个端部，并且随后拉紧捆扎构件140，从而使得动态阻尼器110固定至传动轴1。

因此，阻尼器本体130的两个端部联接至联接部131(其通过捆扎构件140而固定至传动轴1并且被支撑在传动轴1上)，并且在安装质量体120的部分与联接部131之间连接的桥接部132为呈现出刚度的刚性部。

动态阻尼器110的固有频率根据刚度k而改变，刚度k取决于质量体120的质量及构成了包括刚性部132的阻尼器本体130的橡胶材料的物理特性。

图3为示出了传动轴和动态阻尼器的一个自由度模型的图。将阻尼器开发为适配于传动轴的共振频率，并且动态阻尼器的控制频率可以根据传动轴的质量和刚度变化来调整。

然而，制造出适配于传动轴的共振频率的动态阻尼器需要巨大的开发成本(例如，制造模具所需的成本)，因此，需要一种能够容易地进行调整并且可以应用于各种车型和传动轴的一体式阻尼器系统。

典型地，阻尼频率通过调整质量的值和阻尼器(质量体)的刚度kd来实现，并且阻尼器的阻尼频率基于车型和例如发动机、变速器等等的传动系(PT)的区别而发生变化。

阻尼器的主频率也会基于温度的地域性和季节性变化而改变，从而由于需要开发和制造各种类型的阻尼器来满足上述条件而导致会带来不便，并且开发和制造各种类型的阻尼器需要巨大的成本。

现有技术公开了一种用于传动轴(propeller shaft)的可变动态阻尼器，其中将具有高比重的流体材料(其允许利用离心力的方式来使得重量的重心转移，所述离心力基于旋转速度而改变)注入传动轴中，从而有效地降低车辆行驶中的在基于传动轴的旋转速度而改变的某一频率范围内的噪声和振动。

如上所述，对基于旋转速度而发生改变的频率特性进行控制的技术被认为是一项相关技术中的技术，但是相关技术中并未提出可以容易地将频率调整至所希望的频率的阻尼器系统。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种一体式可变频率阻尼器，其能够容易地调整阻尼频率，从而能够应用于所有类型的传动轴，而不用考虑车型、传动系(PT)的规格以及区域。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器可以包括：质量体，其由金属材料制成并且具有质量；阻尼器本体，其设置在传动轴上，并且所述质量体联接至该阻尼器本体；捆扎构件，其将所述阻尼器本体固定至传动轴；以及刚度调整构件，其设置于所述捆扎构件上以按压所述阻尼器本体，并且根据所述阻尼器本体受按压的程度来改变该阻尼器本体的刚度。

所述刚度调整构件可以设置在所述捆扎构件(所述捆扎构件将所述阻尼器本体的端部固定至传动轴)上，以沿着基于阻尼器和传动轴的轴向方向能够移动，从而基于所述刚度调整构件在轴向方向的位置来改变所述阻尼器本体受按压的程度。

所述刚度调整构件可以按压桥接部，该桥接部为连接在所述阻尼器本体的设置有所述质量体的部分与所述阻尼器本体的端部部分之间的部分，所述阻尼器本体的端部部分通过所述捆扎构件而固定至传动轴。

所述刚度调整构件可以形成为环形，并且通过螺纹连接的方式联接至所述捆扎构件的外周表面。

在所述刚度调整构件的一端可以形成具有内径减小的形状的按压部，该按压部向所述环形的内部突出，并且可以按压所述阻尼器本体。

所述可变频率阻尼器可以进一步包括显示装置，该显示装置形象与直观地显示所述刚度调整构件的旋转量。

所述显示装置可以包括：分级刻度显示部件，其沿着圆周方向设置在所述刚度调整构件上；以及指示部，其设置在所述捆扎构件上以指示所述分级刻度显示部件的一个。

因此，根据本发明的用于车辆的传动轴的一体式可变频率阻尼器配置为能够改变阻尼器的刚性部的刚度，并且同等地保持阻尼器的质量，因而，本发明的优点在于：能够容易地调整阻尼频率，并且能够将所述一体式可变频率阻尼器应用至所有类型的传动轴，而不用考虑车型、传动系的规格以及区域。

与根据车型和传动系的规格而分别地应用阻尼器的情况相比，当应用了本发明的一体式可变频率阻尼器时，可以解决由于传动轴的共振而引起的有关车身振动的问题，从而显著地降低开发与研制阻尼器所需的成本。

导致车身振动的有关传动轴的共振的问题可以只通过使用本发明的一个阻尼器系统来解决，本发明的阻尼器能解决在制造阻尼器时可能出现的部件分散的问题，并且在将阻尼器安装于车辆之后还可以容易地调整阻尼器，从而提高有关NVH性能的管理质量的效率。

本发明可以容易地解决由于季节性变化和区域差异而出现的有关阻尼器质量的问题，从而提高车辆的适销性。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示出了根据相关技术的阻尼器安装于传动轴上的状态的图。

图2为示出了根据相关技术的动态阻尼器的横截面形状的构造图。

图3为示出了根据相关技术的传动轴和动态阻尼器的一个自由度模型的图。

图4为示出了根据本发明的示例性阻尼器设置在传动轴上的状态的图。

图5为示出了根据本发明的示例性阻尼器的横截面形状的构造图。

图6为示出了显示从图5中的视角“A”观看时的根据本发明的示例性阻尼器的调频度的显示装置的图。

图7为在将本发明的示例性阻尼器应用至传动轴的情况以及将相关技术中的阻尼器应用至传动轴的情况下，传动轴的频率分析的对比结果图。

图8为在应用了本发明的示例性阻尼器的情况以及应用了相关技术中的阻尼器的情况下，车身底板的振动分析的对比结果图。

应当理解，所附附图并非是按照比例，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

本发明的各个实施方案致力于提供一种一体式可变频率阻尼器，其能够容易地调整阻尼频率，从而能够应用于所有类型的传动轴，而不用考虑车型、传动系的规格以及地域。

本发明的一体式可变频率阻尼器的主要特征在于：其构造为通过改变阻尼器的刚性部的刚度来改变阻尼频率，并且保持阻尼器的质量相同。

图4为示出了根据本发明各个实施方案的阻尼器安装在传动轴上的状态的图，而图5为示出了根据本发明各个实施方案的阻尼器的横截面形状的构造图。

如图所示，根据各个实施方案的阻尼器10包括质量体20、中空阻尼器本体30、捆扎构件40以及刚度调整构件50，所述质量体20由金属材料制成并且具有质量；所述中空阻尼器本体30由弹性橡胶材料制成并且形成为包围质量体20；所述捆扎构件40将阻尼器本体30固定至传动轴1；所述刚度调整构件50安装于捆扎构件40上以能够按压阻尼器本体30，并且根据阻尼器本体30受按压的程度来改变阻尼器本体30的刚度。

阻尼器10安装于传动轴1的外周表面上。阻尼器本体30(质量体20联接至该阻尼器本体30)与传动轴1的外周表面装配在一起，捆扎构件40紧固至阻尼器本体30的两个端部，并且随后拉紧捆扎构件40，从而使得阻尼器10固定至传动轴1。

联接至阻尼器本体30的质量体20是充当阻尼器10的质量的部分。阻尼器本体30的两个端部为通过捆扎构件40而固定至传动轴1的联接部31。在安装质量体20的部分与联接部31之间连接的桥接部为呈现出刚度的刚性部32。

捆扎构件40执行将阻尼器10固定至传动轴1以及支撑阻尼器10的简单功能，并且刚度调整构件50(其可以改变阻尼器10的刚度)联接至捆扎构件40。

刚度调整构件50联接至捆扎构件40并且安装于捆扎构件40上，以沿着基于阻尼器10和传动轴1的捆扎构件40的轴向方向可移动，从而使得捆扎构件40上的刚度调整构件50可以按压阻尼器本体30并且改变阻尼器本体30受按压的程度。刚度调整构件50安装为能够按压阻尼器本体30的桥接部32，即，在阻尼器10呈现出刚度的刚性部32。

桥接部32受按压的程度，即刚度调整构件50按压刚性部32的程度基于刚度调整构件50沿着轴向方向从捆扎构件40移动至阻尼器本体30的刚性部32的程度而改变。

具体而言，在刚度调整构件50按压刚性部32的程度改变了的情况下，阻尼器的刚度也可以改变。在刚度调整构件50沿着轴向方向移动的程度和刚度调整构件50按压刚性部32的程度发生改变的情况下，刚性部32的刚度基于阻尼器10的刚性部32的固有刚度值而增大或减小。

随着刚性部32的刚度增大或减小，阻尼器10的控制频率(即，阻尼频率)也增大或减小，并且可以通过调节刚度调整构件50在轴向方向的位置，以及通过利用刚度调整构件50在轴向方向的位置的调节来调节刚性部32的刚度，从而将该阻尼频率调整为所希望的阻尼频率。

随着刚度调整构件50旋转以更强烈地按压刚性部32，刚性部32的刚度和阻尼器10的刚度会进一步增大，并且随着刚度的增大，阻尼频率也会增大。

随着刚性部32受按压的程度减弱，刚性部32的刚度和阻尼器10的刚度会减小，并且随着刚度减小，阻尼频率也会减小。

在各个实施方案中，刚度调整构件50可以通过螺纹连接的方式联接至捆扎构件40的外周表面并安装于捆扎构件40的外周表面上，在这种情况下，刚度调整构件50可以沿着轴向方向移动，并且可以通过使刚度调整构件50旋转来调节刚度调整构件50的位置。

具体而言，可以根据刚度调整构件50的旋转量来调节刚度调整构件50在轴向方向的位置和刚性部32的刚度。刚度调整构件50移动的方向根据刚度调整构件50旋转的方向来确定，并且刚度调整构件50在轴向方向的位置和刚性部32的刚度根据刚度调整构件50的旋转量来确定。

下面描述刚度调整构件50的形状，刚度调整构件50制造成环形以能够通过螺纹连接的方式联接至捆扎构件40的外周表面，并且具有这样的结构：其中在刚度调整构件50的一端形成具有内径减小的形状的按压部51，该按压部51向环形的内部突出。

按压部51为在刚度调整构件50沿着轴向方向移动(移动至图中的左侧)时按压阻尼器10的刚性部32的部分。

在各个实施方案中，为了容易地执行根据车型、传动系的规格、传动轴1的规格等来调节频率与调整阻尼器的任务，可以设置视觉可见地、直观地显示刚度调整构件50的旋转量的显示装置100。

图6为示出了显示从图5中的视角“A”观看时的调整根据本发明各个实施方案的阻尼器10的调整程度的显示装置100的图。如图所示，刚度调整构件50和捆扎构件40设置有分级刻度显示部件52和指示部53，所述分级刻度显示部件52和指示部53将刚度调整构件50随着旋转量而调整的程度(或者刚性部受按压的程度和刚度改变的程度)进行量化，并且指示刚度调整构件50的旋转位置，以使得操作者可以根据旋转量而容易地识别出阻尼频率。

在这种情况下，分级刻度显示部件52沿着圆周方向设置在刚度调整构件50上，并且指示所述分级刻度显示部件上的一个分级的指示部53设置在位置固定的捆扎构件40上，从而使得操作者可以通过分级刻度显示部件52和指示部53而容易地识别出刚度调整构件50的旋转位置和旋转量，以及阻尼器根据刚度调整构件50的旋转位置和旋转量所调整的程度。

虽然图4示出了刚度调整构件50仅仅安装于设置在阻尼器10的两个端部的两个捆扎构件40中的右捆扎构件40上，但是刚度调整构件50也可以安装于两个捆扎构件40上。

在下文中，将如下描述借助于刚度调整构件50的安装而实现的调整效果。

图7为在将本发明的阻尼器10应用至传动轴1的情况以及将相关技术中的阻尼器110应用至传动轴1的情况下，传动轴的频率分析的对比结果图，而图8为在应用了本发明的阻尼器10的情况以及应用了相关技术中的阻尼器110的情况下，车身底板的振动分析的对比结果图。

如图所示，当将应用了本发明的阻尼器10的情况(其使用了刚度调整构件50)与应用了相关技术中的阻尼器110的情况进行比较时，当使用了在图4、图5中所示的各个实施方案的阻尼器10的时候，如图7中所示，阻尼器的频率特性可以通过使用刚度调整构件50而改变。

如图8中所示，可以看出车辆中的振动根据阻尼频率而发生改变。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或“下”、“内”或“外”等等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，鉴于上述内容来进行某些改变和变化是有可能的。选择并描述所述示例性实施方案是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种可选方案和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所确定。

Claims (6)

1.一种用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，包括

质量体，其由金属材料制成并且具有质量；

阻尼器本体，其设置在传动轴上，并且所述质量体联接至该阻尼器本体；

捆扎构件，其将所述阻尼器本体固定至所述传动轴；以及

刚度调整构件，其设置于所述捆扎构件上以按压所述阻尼器本体，并且根据所述阻尼器本体受按压的程度来改变该阻尼器本体的刚度，

其中，所述刚度调整构件设置在所述捆扎构件上，以能够沿着基于所述阻尼器和所述传动轴的轴向方向移动，从而基于所述刚度调整构件在轴向方向的位置来改变所述阻尼器本体受按压的程度，所述捆扎构件能够将所述阻尼器本体的端部固定至传动轴。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，其中，所述刚度调整构件按压桥接部，该桥接部为连接在所述阻尼器本体的设置有所述质量体的部分与所述阻尼器本体的端部部分之间的部分，所述阻尼器本体的端部部分通过所述捆扎构件而固定至传动轴。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，其中，所述刚度调整构件形成为环形，并且通过螺纹连接的方式联接至所述捆扎构件的外周表面。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，其中，在所述刚度调整构件的一端形成按压部，其具有内径减小的形状，所述按压部向所述环形的内部突出，并且按压所述阻尼器本体。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，进一步包括：

显示装置，其视觉可见地、直观地显示所述刚度调整构件的旋转量。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的传动轴的可变频率阻尼器，其中，所述显示装置包括：

分级刻度显示部件，其沿着圆周方向设置在所述刚度调整构件上；以及

指示部，其设置在所述捆扎构件上以指示所述分级刻度显示部件上的一个分级。