CN106438837B - 高性能扭转隔振器 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的扭转隔振器包括具有发动机驱动部件的输入构件。输出构件限定变速器输入轴。将输入构件连接至输出构件的部件组包括连接至环形齿轮的第一弹簧接合元件。至少一个小齿轮接合至环形齿轮。太阳齿轮接合至该至少一个小齿轮。第二弹簧接合元件连接至托架，该托架还连接至该至少一个小齿轮。至少一个弹簧与第二弹簧接合元件和第一弹簧接合元件都接触，以允许第二弹簧接合元件和托架相对于第一弹簧接合元件有角度地偏转。

Description

高性能扭转隔振器
技术领域
本发明涉及一种具有扭转隔振器或减震器的动力系，并且更具体地涉及一种具有行星齿轮组的动力系，该行星齿轮组结合至隔振器中以减少发动机的输出与变速器的输入之间的扭振。
背景技术
此章节的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可以或可以不构成现有技术。
机动车辆发动机产生不合需要的通过动力系和传动系传输至机动车辆的扭振。通常，扭转隔离器或减震器用来隔离或减少从发动机传输至变速器的扭振。扭转隔离器可被放置在变矩器内介于变矩器锁止离合器与变速器的输入轴之间。已知的扭转隔离器使用一个或多个弹簧来存储能量并且用来抑制发动机与变速器之间的能量传送路径。然而，在某些动力系配置中，扭转隔离器不足以隔离扭振。例如，在具有连续发动机扭矩脉动的动力系中，发生已知的弹簧设计隔振器不足以隔离的振动幅度的增加和振动频率的降低，由此要求相对于已知的隔振器进行改进。
因此，本领域对于具有隔振器的动力系来说尚有余地来减少归因于连续发动机扭矩脉动产生的扭振。
发明内容
本发明提供了用于机动车辆的扭转隔振器的实例。用于机动车辆的扭转隔振器包括输入构件、输出构件；以及将输入构件连接至输出构件的部件组。部件组包括：连接至环形齿轮的第一弹簧接合元件；至少一个小齿轮接合至环形齿轮；太阳齿轮接合至至少一个小齿轮；第二弹簧接合元件连接至托架，其中托架还连接至至少一个小齿轮；且至少一个弹簧接触第二弹簧接合元件和第一弹簧接合元件这两者以允许托架相对于第一弹簧接合元件有角度地偏转。太阳齿轮和环形齿轮这两者均连接至输入构件或输出构件。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的一个实例中，输入构件是发动机驱动部件。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，输出构件是变速器输入轴。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，太阳齿轮直接连接至变速器输入轴。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，连接板直接连接至第一弹簧接合元件并且连接至发动机驱动部件。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，变矩器包括变矩器锁止离合器。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，变矩器锁止离合器板连接至该连接板；且变矩器锁止离合器活塞连接至变矩器锁止离合器板并介于发动机驱动部件与变矩器锁止离合器板之间。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，太阳齿轮连接至发动机驱动部件。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，第一弹簧接合元件连接至变速器输入轴。
在用于本发明的机动车辆的扭转隔振器的又另一个实例中，输入构件连接至挠性板，且挠性板连接至机动车辆发动机。
从本文提供的描述中其它应用领域将是显而易见的。应当理解的是，本说明书和具体实例仅仅旨在用于说明目的，而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文描述的附图仅仅是为了说明目的，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
附图1是根据本发明的原理的机动车辆变矩器的横截面视图；
附图2是在附图1的剖面2处取得的部分横截面端部立视图；
附图3是本发明的第一方面的扭转隔振器的示意横截面图；
附图4是在附图3的剖面4处取得的部分横截面端部立视图；
附图5是在附图3的剖面5处取得的部分横截面端部立视图；以及
附图6是本发明的第二方面的扭转隔振器的示意图。
具体实施方式
以下描述在性质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明内容、应用或者用途。
参考附图1，用于机动车辆的变速器驱动系统10包括位于变矩器14内的扭转隔振器12，扭转隔振器12用以隔离发动机驱动部件16与变速器输入轴18之间的发动机扭矩脉动。
变矩器14大致上包括泵20、涡轮22和位于变矩器壳体24内的定子(未示出)。泵20联接至变矩器壳体24并且由发动机驱动部件16(诸如传动轴)驱动。涡轮22通过泵20的旋转而流体地驱动。定子位于泵20和涡轮22之间并且用来倍增变矩器14内的扭矩。变矩器壳体24例如由穿过挠性板28的紧固件挠性地连接至发动机接口26。变矩器14还包括锁止离合器30，其可操作以使用连接至锁止离合器板36的锁止离合器活塞32选择性地将泵20机械地联接至涡轮22。至扭转隔振器的输入是通过固定至锁止离合器板36的连接板34而提供。
扭转隔振器12联接在连接板34与变速器输入轴18之间以减少发动机驱动部件16与变速器轴18之间的路径中的扭振。连接板34是例如通过焊接固定至第一弹簧接合元件40。为了增加扭振减少的有效范围，扭转隔振器12包括行星齿轮组38。行星齿轮组38的部件包括太阳齿轮42、多个小齿轮44和环形齿轮46。
太阳齿轮42具有与变速器输入轴18的花键齿轮啮合的内部齿轮齿。多个小齿轮44独立地绕太阳齿轮42旋转，每个小齿轮44具有与太阳齿轮42的外部齿轮齿啮合的外部齿轮齿。每个小齿轮44的外部齿轮齿还啮合至环形齿轮46的内部齿轮齿，环形齿轮46被定位成具有在环形齿轮46内部的小齿轮44。小齿轮44可独立旋转地安装至固定至托架48(下文更详细地描述)的不同小齿轮轴(参考图2更详细地示出和描述)。根据若干方面，扭矩隔振器12连同变矩器14一起各自连接至变速器输入轴18，并且因此均随着变矩器14传送来自发动机驱动部件的动力以旋转变速器输入轴18而共同旋转。
连接至托架48的第二弹簧接合元件50接触一个或多个弹簧52。多个弹簧52(根据若干方面，为压缩弹簧)位于第二弹簧接合元件50与第一弹簧接合元件40之间并且通过相对角旋转而压缩在第二弹簧接合元件50与第一弹簧接合元件40之间，这是因为第一弹簧接合元件50相对于第二弹簧接合元件50有角度地旋转。第二弹簧接合元件50连接至如先前提及般可旋转地支撑小齿轮44的托架48。扭振减少部分是通过弹簧52的压缩和后续伸展而实现，弹簧52将由在第一弹簧接合元件40与第二弹簧接合元件50之间的角度旋转接收的能量存储。
第一弹簧接合元件40固定至环形齿轮46。第二弹簧接合元件50是使用诸如铆钉60的多个紧固件连接至托架48。托架48相对于变速器输入轴18和行星齿轮组38旋转，通过弹簧52的压缩和伸展被限制为其相对于第一弹簧接合元件40呈弧形旋转。为了将小齿轮44可旋转地连接至托架48，针轴承62位于每个小齿轮44与连接至托架48的小齿轮轴64之间。涡轮22联接至并且驱动变速器输入轴18，因此来自发动机56的扭矩通过扭转隔振器12和变速器输入轴18传送至变速器58。
参考附图2，根据若干方面，多个弹簧52包括表示为弹簧52a、52b、52c、52d、52e、52f的六个弹簧。每个弹簧52通过固定至第一弹簧接合元件40并且从第一弹簧接合元件40径向地向内延伸的第一接合舌部66以及通过固定至第二弹簧接合元件50并且从第二弹簧接合元件50径向地向外延伸的第二接合舌部68与连续弹簧52分离。例如，弹簧52a被保持在第一接合舌部66a与第二接合舌部68a之间并且在弹簧52a的一端处接触第一接合舌部66a和第二接合舌部68a，并且还在弹簧52a的相对第二端处接触第一接合舌部66b和第二接合舌部68b。托架48和由此第二弹簧接合元件50(连接至托架48)的扭矩旋转抵着第一弹簧接合元件40的个别第一接合舌部66压缩弹簧52a、52b、52c、52d、52e、52f中的每一个。
参考附图3并且再次参考附图1至2，根据若干方面，扭转隔振器12的输入构件是经由连接板34连接至第一弹簧接合元件40的发动机驱动部件16，且变速器输入轴18界定输出构件。第一弹簧接合元件40连接至托架48并且通过弹簧52与托架48隔振。连接板34连接至第一弹簧接合元件40并且由此连接至环形齿轮46。太阳齿轮42连接至变速器输入轴18，从而用作输出构件。根据若干方面包括四个小齿轮44a、44b、44c、44d的每个小齿轮44可由独立小齿轮轴64a、64b、64c、64d旋转地连接至托架48。根据此方面，太阳齿轮42和环形齿轮46连接至输出构件(变速器输入轴18)，并且使用弹簧52经由托架48与输入构件(发动机驱动部件16)隔离。
参考附图4并且再次参考附图1至2，托架48使用布置在托架48周围的象限中的独立小齿轮轴64a、64b、64c、64d支撑小齿轮44。包括第一和第二接合舌部对(66a、68a)；(66b、68b)；(66c、68c)；(66d、68d)；(66e、68e)；以及(66f、68f)的六对接合舌部将独立弹簧52a、52b、52c、52d、52e、52f分离，从而允许弹簧52a、52b、52c、52d、52e、52f中的每一个具有同时且基本上相等的偏转。
参照附图5，并再次参照附图1和附图3，可以更加清楚地看到行星齿轮组38的结构。所述太阳齿轮42位于中心，与变速器输入轴18的花键齿轮啮合。四个小齿轮44a、44b、44c、44d的每一个都等距布置，并且它们的外部齿轮齿与太阳齿轮42的外部齿轮齿啮合，同时也与环形齿轮46的内部齿轮齿啮合。根据这个方面，所述太阳齿轮42、小齿轮44和环形齿轮46都位于托架48的输出部件侧。
参照附图6，并再次参照附图1和附图3，扭转隔振器12'的结构相对于参照附图1-5所描述的扭转隔振器12是相反的。因此相似的部件通过使用单撇符号加以识别。根据(本发明的)若干方面，所述扭转隔振器12'的输入元件是连接到太阳齿轮42'的发动机驱动部件16，它们反过来可以连接至小齿轮44'，从而连接至环形齿轮46'。所述输入构件，其带有连接至变速器输入轴18的第一弹簧接合元件40'，通过弹簧52'和托架48'从输出构件(变速器输入轴18)分离。变速器输入轴18通过弹簧52'和托架48'从太阳齿轮42'、输入构件和连接板36扭转振动隔离。根据这一方面，所述太阳齿轮42'、小齿轮44'和环形齿轮46'都位于托架48'的输入构件侧，并通过托架48'与输出构件(变速器输入轴18)分离。
应该认识到所述扭转隔振器12、12'可以具有其他结构，例如可具有少于或多于六个弹簧、平行布置的弹簧，并且可在不背离本发明的范围内对于行星齿轮组38的行星齿轮的数量进行修改。
根据本发明的若干方面，一种用于机动车辆的扭转隔振器12包括一个输入构件(如发动机驱动部件16)，一个输出构件(如变速器输入轴18)；和一个将输入元件连接至输出元件的部件组70。所述部件组70包括：连接至环形齿轮46的第一弹簧接合元件40；至少一个与环形齿轮46啮合的小齿轮44；与至少一个小齿轮44啮合的太阳齿轮42；连接至托架48的第二弹簧接合元件50，该托架48同样与至少一个小齿轮44连接。以及至少一个同时与第二弹簧接合元件50和第一弹簧接合元件40接触的弹簧52，以允许托架48相对于第一弹簧接合元件40有角度地偏转。太阳齿轮42和环形齿轮46都连接至输入构件或者输出构件。
如附图3所示，所述部件组70被如此构造：连接板34联接到发动机驱动部件16并由之驱动，且太阳齿轮42连接至变速器输入轴18。如副图6所示，部件组70'大体上具有与部件组70一致的部件，但这些部件的方向相对于附图3的结构而言是相反的。所述部件组70'被如此构造：太阳齿轮联接到发动机驱动部件16并由之驱动，且连接板34'连接至变速器输入轴18。在这个方面，环形齿轮46'被连接至输出构件。
众所周知，为了实现更加有效的扭转隔振，一般希望减小弹簧系数并且在隔振器的输入构件(如输入轴)和输出构件(如输出轴)之间提供一个更大的最大角位移。已知的仅仅使用弹簧来抑制扭转振动的扭转隔振器受到弹簧系数和弹簧长度的限制，因此具有一个受限的隔离部件角位移。通过本文描述的行星齿轮组38的额外用途，结合部件组70、70'的部件间连接结构，实现了弹簧系数的显著降低以及隔离器最大角位移的增大。它可通过以下两个方程式得到证明，这两个方程式是由本发明的隔离器设计推导得出。
方程式1：
方程式2：
在以上方程式1和2中，kR_S表示隔离器(在环形齿轮和太阳齿轮轴之间)的输入与输出构件间的弹簧系数，kspring表示弹簧组件(所有的弹簧52)的弹簧系数，R表示环形齿轮46的半径，S表示太阳齿轮42的半径，θmax_R_S表示输入和输出构件间的最大角位移，θmax_spring表示弹簧组件的最大角位移。例如，利用上述方程式1和2，假如行星齿轮组38的R/S值为3，则隔离器的弹簧系数减小大约16倍，且最大角位移增大4倍。
本发明的描述在本质上仅仅是示范性的，并且不脱离本发明要旨的变型都预期属于本发明的范围内。这些变化不能被视为脱离本发明的构思和范围。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的扭转隔振器，其包括：
输入构件；
输出构件；
将所述输入构件连接至所述输出构件的部件组，其特征在于，所述部件组包括：
连接至环形齿轮的第一弹簧接合元件；
接合至所述环形齿轮的至少一个小齿轮；
接合至所述至少一个小齿轮的太阳齿轮；
连接至托架的第二弹簧接合元件，所述托架还连接至所述至少一个小齿轮；以及
至少一个弹簧，其与所述第二弹簧接合元件和所述第一弹簧接合元件都接触以允许托架相对于所述第一弹簧接合元件有角度地偏转；
其中所述太阳齿轮连接至所述输入构件或所述输出构件中的一者且所述环形齿轮连接至所述输入构件或所述输出构件中的另一者。
2.根据权利要求1所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其中所述输入构件是发动机驱动部件。
3.根据权利要求2所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其中所述输出构件是变速器输入轴。
4.根据权利要求3所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其中所述太阳齿轮直接连接至所述变速器输入轴。
5.根据权利要求2所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其进一步包括直接连接至所述第一弹簧接合元件且连接至所述发动机驱动部件的连接板。
6.根据权利要求5所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其进一步包括连接至所述连接板的变矩器锁止离合器板。
7.根据权利要求6所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其进一步包括变矩器锁止离合器活塞，当所述变矩器锁止离合器活塞运作时将所述变矩器锁止离合器板连接至所述发动机驱动部件。
8.根据权利要求3所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其中所述太阳齿轮连接至所述发动机驱动部件。
9.根据权利要求8所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其中所述第一弹簧接合元件连接至所述变速器输入轴。
10.根据权利要求1所述的用于机动车辆的扭转隔振器，其中所述输入构件连接至挠性板，且所述挠性板连接至机动车发动机。
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