CN106828499A - 驱动系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动系(1)，该驱动系具有内燃机和传动装置以及布置在内燃机与传动装置之间的离心力摆(3)，该离心力摆具有摆质量承载件和至少一个摆质量(4)，该至少一个摆质量相对于该摆质量承载件在围绕转动轴线转动的摆质量承载件的离心力场中可摆动，并且该至少一个摆质量关于其摆动运动方面与所述内燃机的振动阶相协调。为了消除或者至少降低因驱动系所造成对振动阶的影响，设置有机械式能量储存器(6)，该机械式能量储存器加载所述至少一个摆质量(4)，用于补偿所述振动阶因驱动系所造成的变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动系，该驱动系具有内燃机和传动装置以及布置在内燃机与传动装置之间的离心力摆，该离心力摆具有摆质量承载件和至少一个摆质量，该至少一个摆质量相对于所述摆质量承载件而言在围绕转动轴线转动的摆质量承载件的离心力场中可摆动，并且该至少一个摆质量关于其摆动运动方面与内燃机的振动阶相协调。
背景技术
已足够多地公知具有内燃机和后置式传动装置的驱动系。内燃机(如根据奥托或者柴油机原理的内燃发动机)具有扭振，该扭振以未阻尼的方式在驱动系中或者在整个交通工具中引起了强烈震动。由此提出了多种用于阻尼所述扭振的阻尼装置。例如可以在内燃机与传动装置之间设置有离心力摆，该离心力摆与主振动阶(例如在具有按照四冲程原理运行的四个气缸的内燃机中与振动二阶)相协调。
通过离心力摆的作用原理，使离心力摆在此作为适配转速的扭振减震器起作用，该适配转速的扭振减震器在理想的条件下几乎完全地隔绝了主振动阶的扭振。为此，离心力摆具有能够围绕转动轴线(例如内燃机的曲轴的转动轴线)旋转地布置的摆质量承载件，在该摆质量承载件上，在转动的(优选由曲轴转动驱动的)摆质量承载件的离心力场中，以能够摆动的方式接收有至少一个(优选多个)在周缘上分布地布置的摆质量。通过设计振动角、摆轨迹、摆质量和诸如此类来确定所述振动阶。
在此已经证明的是，在驱动系的真实运行条件下，至少在特定的转速范围内出现相对于符合主振动阶的激励频率而言改变的振动阶，具有确定的、与主振动阶相协调的减震频率的离心力摆不再能够完全地或者至少以更差的方式对该振动阶进行减震。
发明内容
本发明的任务是对根据类属的驱动系进行改进，该驱动系具有离心力摆，该离心力摆与因驱动系所造成对振动阶的影响无关地提供经改善的减震作用。本发明的任务尤其是，将滑转控制的摩擦离合器对后置于摩擦离合器的离心力摆的减震作用的影响进行补偿。
该任务通过权利要求1所述主题得以解决。从属权利要求给出权利要求1所述主题的有利的实施方式。
本发明提出的驱动系包括：至少一个内燃机(例如具有一个或多个气缸的内燃发动机)、传动装置(例如切换式传动装置、自动切换式传动装置、自动式传动装置、CVT-传动装置或者诸如此类)以及布置在内燃机与传动装置之间的离心力摆，该离心力摆具有摆质量承载件和至少一个摆质量，该至少一个摆质量相对于该摆质量承载件而言在围绕转动轴线转动的摆质量承载件的离心力场中能摆动，并且该至少一个摆质量关于其摆动运动方面与内燃机的振动阶相协调。所述离心力摆能够与一个或多个振动阶相协调。离心力摆能够具有多个在周缘上分布地布置的摆质量。例如，摆质量承载件可以由摆法兰构成，该摆法兰在两侧上接收有摆质量，其中，在轴向上相对置的摆质量借助于穿过摆法兰的连接器件来连接成摆质量单元。替换地，摆质量承载件可以由两个盘件构成，该两个盘件在轴向拓宽的区域内在其自身之间接收有摆质量。这种可摆动地接收以单线(monofilar)或者双线(bifilar)方式实现，其方式是，在摆质量承载件与摆质量之间设置有一个或者在周缘上间隔开的两个摆支承部(Pendellager)。这些摆支承部在此可以由摆质量承载件和摆质量中的凹口构成。这些凹口具有摆动轨道，该摆动轨道沿着已设置的振动角预给定运行轨道，对于每个摆支承部而言，将运行轨道进行搭接的滚动体(例如滑轮或者诸如此类)分别在这些运行轨道上滚动。尤其在摆质量进行单线运动的情况下，所述运行轨道可以设置在摆质量的外周缘上以及摆质量承载件的内周缘上。
为了将因驱动系所造成的振动阶变化相对于内燃机的初始激励阶而言的变化进行补偿，设置了加载该至少一个摆质量的机械式能量储存器。
本发明提出的机械式能量储存器在此以这样的方式使离心力摆的减震阶失调(verstimmt)，即，对该减震阶的干扰使得通过驱动系而改变的振动阶至少以相对于不具有机械式能量储存器的离心力摆而言有所改善的方式至少部分地形成离心力摆的减震特性。例如可以在摆质量承载件与至少一个摆质量之间设置有机械式能量储存器。替换或者附加地可以在周向方向上相邻的两个摆质量之间布置有机械式能量储存器。
根据一种优选的实施方式，所述机械式能量储存器提供使所述至少一个摆质量到中性摆动位置中的复位力矩。这意味着，随着振动角增大，机械式能量储存器使摆质量复位到其中性摆动位置中，其中，与转速和所引入的扭振相关地，这些摆质量在离心力足够的情况下围绕平衡位置(如中性摆动位置)以不同的幅度进行振动。这导致了离心力摆减震阶的期望性失调，这种期望性失调适配于通过驱动系的影响而导致的内燃机的振动阶(如激励阶)的失调，从而离心力摆又能够在整个转速范围内作为适配转速的扭振减震器起作用。
视振动阶的失调而定，可以将机械式能量储存器构造成具有线性的、渐增的或者渐减的特性曲线，或者可以将机械式能量储存器关于摆质量的振动角以组合的方式构造。机械式能量储存器可以由一个或多个弹簧元件(例如单个或者以组合方式布置的螺旋弹簧、如螺旋压缩弹簧、螺旋拉伸弹簧、扭力弹簧、盘簧、碟形弹簧或者碟形弹簧组或者诸如此类)构成。
根据一种优选的实施方式，驱动系可以具有布置在内燃机与传动装置之间的摩擦离合器，其中，所述摩擦离合器以控制滑转的方式运行，并且离心力摆在转矩流中后置于所述摩擦离合器。在优选的方式中，摩擦离合器构造成作为湿式运行的摩擦离合器运行并且构造成例如片式离合器或者液力式转矩变换器中的变换器跨接离合器(Wandlerüberbrückungskupplung)。在此，摩擦离合器的滑转能够与内燃机的转速相关地调节。通过滑转调节，使内燃机的扭振的激励幅度能够被阻尼，从而振动阶由于摩擦离合器的滑转调节而改变。这种改变通过将机械式能量储存器引入到离心力摆中而至少部分被补偿。
根据一种优选的实施方式，机械式能量储存器的刚性能够关于摩擦离合器的滑转以成比例的方式或者以按照预给定的变化曲线的方式来构造。这意味着，关于所述至少一个摆质量的振动角能够分别设置有机械式能量储存器的适配于滑转的刚度。由此，机械式能量储存器能够至少部分地补偿了振动阶的因滑转调节所造成的改变。
优选地，机械式能量储存器针对10分钟-1至100分钟-1之间、优选20分钟-1至90分钟-1之间的滑转界限进行设计。相应地，摩擦离合器的优选的滑转调节在该滑转界限内实现。
替换地或者附加地可以借助于机械式能量储存器对所述至少一个摆质量的运动的由于湿式运行的摩擦离合器的流体所引起的阻尼进行补偿。换句话说，对于具有滑转调节的摩擦离合器的驱动系的实施例而言，如果将离心力摆选定为与恒定的振动阶(或关于所述至少一个摆质量的振动角的、预给定的阶变化曲线)相协调(即离心力摆的减震阶等于激励主阶)，则在大转速范围内能够实现主阶的良好的隔绝作用。离心力摆的主阶在此是内燃机的平均转速的主阶间的比例关系。如果离心力摆在驱动系中布置在次级侧(如滑转调节的摩擦离合器的输出侧)，则离心力摆经受如下转速：滑转调节允许该转速作为次级转速。下面的等式说明了这种关系：
在此，
qEffectiv,haupt 有效的主振动阶，
qMot,haupt 内燃机的主振动阶，
内燃机的平均转速，
离心力摆的摆质量承载件的平均转速，
ns 摩擦离合器的滑转转速。
从公式可看出，在滑转转速增大的情况下，在离心力摆上产生更大的振动阶。由此，在离心力摆上得到如下振动阶：离心力摆仅能够仍不充分地补偿该振动阶。这在驱动系中导致了不利的隔绝进程。为了使振动阶适配于这种特性或者说为了补偿发生变化的振动阶，设置有机械式能量储存器(例如复位弹簧)，该机械式能量储存器在摩擦离合器滑转时促成隔绝改善。所述复位弹簧位于摆质量上并且产生出附加的复位力矩。所述复位弹簧以有利于隔绝进程的尺寸来构型。
在例如由于湿式运行的摩擦离合器的流体导致所述至少一个摆质量被阻尼的情况下，附加或者替代于对摩擦离合器的滑转影响进行补偿可以借助于复位弹簧设置阻尼补偿，其方式是，所述机械式能量储存器的弹簧特性这样地适配，使得所述至少一个摆质量的阻尼被补偿，该阻尼如同对摩擦离合器的滑转进行补偿那样能够与振动角或振动角速度相关。阻尼的补偿可以与滑转的补偿反向。所述至少一个摆质量的阻尼(例如摩擦)尤其在流体(如油、水或者诸如此类)的情况下出现。
附图说明
借助图1至8所示出的实施例详细地阐述本发明。在此示出了：
图1驱动系的示意性局部图，
图2包括四个子曲线图的曲线图，其中，与摆质量上不具有机械式能量储存器的驱动系相比，该曲线图示出了图1的驱动系的特性，
图3在不具有机械式能量储存器的情况下，振动阶关于激励幅度和摆质量振动角的曲线图，
图4在具有机械式能量储存器的情况下，振动阶关于激励幅度和摆质量振动角的曲线图，
图5在离心力摆具有机械式能量储存器的情况下，摆质量振动角关于转速的曲线图，
图6在离心力摆具有机械式能量储存器的情况下，振动阶关于转速的曲线图，
图7离心力摆的振动阶关于摆质量振动角的曲线图，和
图8在机械式能量储存器具有不同刚度的情况下以及在与速度成比例的不同阻尼(例如在流体中)的情况下，离心力摆的不同振动阶关于摆质量振动角的曲线图。
具体实施方式
图1以示意图示出驱动系1，该驱动系1具有滑转调节的摩擦离合器2和后置于摩擦离合器2的离心力摆3，该离心力摆3具有单个摆质量4，该单个摆质量4具有主质量5的惯性矩JF。在具有摆质量4的惯性矩JH的、用作摆质量承载件的主质量5与该摆质量4之间布置有机械式能量储存器6，该机械式能量储存器6产生复位力，用于使摆质量复位到其中性位置中。能量储存器6在示出的实施例中构造为螺旋弹簧。当然，可以设置多个在周向上分布地布置的摆质量4，并且机械式能量储存器6可以由其它弹簧元件(如螺旋弹簧、碟形弹簧、螺旋扭力弹簧或者诸如此类)构成。
带扭振的发动机力矩Mt由内燃机经由曲轴7引入。滑转调节的摩擦离合器2在闭合的、滑转调节的状态下以例如20转每分钟至90转每分钟之间的剩余滑转将转矩传递到主质量5上，并且将转矩从该主质量5以未示出的方式必要时可通过液力式转矩变换器传递到传动装置上，并且将转矩从该传动装置传递到机动车的驱动轮上。离心力摆3与内燃机的主激励振动(例如以四冲程原理运行的、具有四气缸的内燃机的振动二阶)相协调。由于摩擦离合器在滑转运行中的已经发生阻尼的作用，因此主质量5上的振动阶(Schwingungsordnung)被改变。这种改变被机械式能量储存器6至少部分地补偿。
图2示出曲线图8，该曲线图8给出了图1的离心力摆3或其主质量5的隔绝进程(Isolationsverlauf)，该主质量5布置在背离内燃机的一侧(即摩擦离合器2的输出侧)上。在此，在子曲线图IV中，内燃机的驱动力矩Mt以主阶对应转速的振幅的形式被示出。子曲线图I至III分别以实线示出图1的驱动系1的特性，该驱动系1具有滑转调节的摩擦离合器2和带有机械式能量储存器6的离心力摆3。虚线示出带有离心力摆的滑转调节的摩擦离合器在不具有机械式能量储存器6的情况下的特性，而点划线示出带有离心力摆的滑转未调节的摩擦离合器在不具有机械式能量储存器6的情况下的特性。
子曲线图I示出如下变化曲线：离心力摆的振动角关于内燃机的转速n的包络曲线。子曲线图II示出滑转转速ns关于转速n的变化曲线，并且子曲线图III示出离心力摆的主质量上的主阶的幅度的转速ng关于转速n的变化曲线。在转速1000分钟-1至1300分钟-1之间示出了滑转从20分钟-1到90分钟-1被调节地提高。
尤其从子曲线图III可看出，在不具有机械式能量储存器的情况下，离心力摆的隔绝特性可能会明显地变差(参见箭头9)。与图1相符地，在具有机械式能量储存器6的情况下，离心力摆的隔绝特性在滑转升高期间被明显地改善(参见箭头10)。
图3示出曲线图11，该曲线图11给出了振动阶q(如离心力摆上的减震阶)关于摆质量的振动角以及离心力摆上的激励力矩幅度AF在不具有机械式能量储存器的情况下作为函数的三维图示。图4示出曲线图12，该曲线图12给出了振动阶q(如离心力摆上的减震阶)关于摆质量的振动角以及离心力摆上的激励力矩幅度AF在具有机械式能量储存器的情况下作为函数的三维图示。由于离合器发生滑转，因此离心力摆主质量的激励力矩幅度AF降低。由此，与图2相符地，在滑转转速从20分钟-1切换到90分钟-1的情况下，离心力摆主质量上的激励力矩降低。与图3相符地，在离心力摆不具有机械式能量储存器的情况下，减震阶根据图3与激励力矩幅度AF无关。与图4相符地，在离心力摆具有机械式能量储存器的情况下，离心力摆的减震阶是摆动角和激励力矩幅度AF的函数。在激励力矩幅度由于滑转而降低的情况下，减震阶增大。由此，由于滑转发生变化所导致变化的振动阶能够通过借助于机械式能量储存器而变化的减震阶进行补偿。
图5至7以划分成曲线图13、14、15的方式示出图4的相互关系。在此，曲线图13示出振动角关于内燃机转速n的特性，图6和7示出在不具有弹簧的系统FKP的情况下和在具有弹簧的系统FKP的情况下的这种相互关系。曲线14示出离心力摆的振动角关于转速n的特性，曲线15示出振动阶q(如离心力摆上的减震阶)关于振动角的特性。
图8的曲线图16示出振动阶q关于振动角对于离心力摆的振动阶q＝2的曲线群17，该离心力摆在湿式环境中(例如在由油或者水所构成的流体中)运行。在这种情况下，摆质量关于其振动角方面被制动(也就是说被阻尼)。与曲线17相符地，视流体的特征而定，上述情况在正在减低的振动阶中体现。为了补偿这种阻尼，可以给该机械式能量储存器6(图1)设置更高的刚性，从而使振动阶(如曲线18中示出的那样)提高进而将振动阶补偿成期望的曲线19。
附图标记列表
1 驱动系
2 摩擦离合器
3 离心力摆
4 摆质量
5 主质量
6 机械式能量储存器
7 曲轴
8 曲线图
9 箭头
10 箭头
11 曲线图
12 曲线图
13 曲线图
14 曲线图
15 曲线图
16 曲线图
17 曲线
18 曲线
19 曲线
Af 激励力矩幅度
JH 惯性矩主质量
JF 惯性质量摆质量
Mt 主阶的主幅度的马达弯矩
M 激励力矩
n 转速
nS 滑转转速
ng 在主质量上的主阶的幅度的转速
q 振动阶
振动角
I 子曲线图
II 子曲线图
III 子曲线图
IV 子曲线图
Claims (10)
1.驱动系(1)，其具有内燃机和传动装置以及离心力摆(3)，该离心力摆布置在内燃机与传动装置之间，该离心力摆具有摆质量承载件和至少一个摆质量(4)，该至少一个摆质量相对于所述摆质量承载件而言在围绕转动轴线转动的摆质量承载件的离心力场中能够摆动，并且该至少一个摆质量关于其摆运动方面与内燃机的振动阶(q)相协调，其特征在于，设置有机械式能量储存器(6)，该机械式能量储存器加载所述至少一个摆质量(4)，用以补偿所述振动阶(q)因驱动系所造成的变化。
2.根据权利要求1所述的驱动系(1)，其特征在于，机械式能量储存器(6)布置在所述摆质量承载件与所述至少一个摆质量(4)之间。
3.根据权利要求1或2所述的驱动系，其特征在于，机械式能量储存器布置在两个在周向方向上相邻的摆质量之间。
4.根据权利要求1所述的驱动系(1)，其特征在于，所述机械式能量储存器(6)提供使所述至少一个摆质量(4)到中性摆位置中的复位力矩。
5.根据权利要求1至4之一所述的驱动系(1)，其特征在于，所述机械式能量储存器(6)构造成具有线性的、渐增的或者渐减的特性曲线。
6.根据权利要求1至5之一所述的驱动系(1)，其特征在于，滑转调节的、优选湿式运行的摩擦离合器(2)布置在内燃机与传动装置之间，并且所述离心力摆(3)后置于该摩擦离合器(2)。
7.根据权利要求6所述的驱动系(1)，其特征在于，所述机械式能量储存器(6)的刚性关于所述摩擦离合器(2)的滑转以成比例的方式或者以按照预给定的变化曲线的方式构造。
8.根据权利要求7所述的驱动系(1)，其特征在于，所述机械式能量储存器(6)至少部分地补偿所述振动阶(q)因调节滑转所造成的变化。
9.根据权利要求8所述的驱动系(1)，其特征在于，所述机械式能量储存器(6)设计用于如下滑转界限：该滑转界限处于10转每分钟至100转每分钟之间、优选20转每分钟至90转每分钟之间。
10.根据权利要求7至9之一所述的驱动系(1)，其特征在于，借助于所述机械式能量储存器(6)设置对所述至少一个摆质量(4)的运动的阻尼进行补偿，所述阻尼尤其由于湿式运行的摩擦离合器(2)的流体造成。
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2016
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