CN107327539B - 一种流体阻尼自适应调节飞轮及其阻尼调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流体阻尼自适应调节飞轮及其阻尼调节方法，其结构包括前盖板、前密封垫、轮体、可调叶片机构、齿圈、放油塞、后密封垫及后盖板，其轮体采用分体设计，包括内轮体、中间轮体及外轮体，其中中间轮体采用车辐式结构设计，包括节流腔板及流体容纳腔，流体容纳腔用于储存液体，节流腔板设有节流腔孔，通过可调叶片机构的叶片离心力及涡旋弹簧拉力的综合作用，节流腔孔实现适应转速变化而实现流体阻尼调节的功能。本发明结构简单，相对于其他机械阻尼系统飞轮具有零件少、整体空间紧凑等优点，相对于单质量飞轮，具有阻尼自适应转速变化的调节功能，能有效改善发动机振动与噪声等问题。

Description

一种流体阻尼自适应调节飞轮及其阻尼调节方法
技术领域
本发明涉及飞轮，尤其涉及一种流体阻尼自适应调节飞轮及其阻尼调节方法。
背景技术
发动机作为动力源输出，当发动机无负荷运转时，如果完全放松油门踏板，即发动机节气门全关，此时发动机就处于怠速工况。当发动机从其它工况过渡到怠速或者从怠速过渡到其它工况时，发动机及搭载该发动机的载体往往会出现显著振动与噪声等问题。
飞轮常安装于发动机曲轴的输出端，是一种转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。通常飞轮采用但单质量刚体结构，不具备自调节减震降噪作用，随着科技技术的发展，为解决以上问题，南京法雷奥离合器有限公司发明了一种设有阻尼系统的初级飞轮(公告号：CN204372050U)，通过初级飞轮中增加阻尼片的结构，并且结合金属弹簧片及金属摩擦片，虽然有效降低汽车在怠速时的振动，但由于其结构复杂成本较高，附加件多占用空间较大，同时也影响飞轮外的其他部件安装。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种流体阻尼自适应调节飞轮及其阻尼调节方法。
流体阻尼自适应调节飞轮包括前盖板、前密封垫、轮体、可调叶片机构、齿圈、放油塞、后密封垫及后盖板，轮体由内而外包括内轮体、中间轮体及外轮体，内轮体由内而外设置有曲轴安装孔、曲轴法兰连接孔、可调叶片机构安装孔，中间轮体为车辐式结构，包括多组圆周方向均布的节流腔板及节流腔板间的流体容纳腔，节流腔板上设有节流腔孔，节流腔孔前后侧设有滑槽，流体容纳腔用于储存液体，外轮体的外圆柱面设有带内螺纹的放油孔，前后侧面设有圆周均布的螺纹孔，可调叶片机构包括多组可调叶片单元，可调叶片单元数量与节流腔板数量相同，可调叶片单元包括转动轴、涡旋弹簧及叶片，涡旋弹簧中心端设有卡槽、外端设有卡头；
可调叶片机构安装孔与圆周方向均布的节流腔板数量相等且分布在同一半径方向上；可调叶片机构安装于可调叶片机构安装孔内，涡旋弹簧位于可调叶片机构安装孔内，卡槽与转动轴固定，转动轴两端分别穿过前密封垫、后密封垫与前盖板、后盖板固定，叶片安装于节流腔孔前后侧滑槽内，与节流腔板滑动连接，叶片靠近内轮体一端与卡头固定，齿圈与外轮体固定，放油塞与外轮体的放油孔配合连接，前盖板通过螺栓紧压着前密封垫与轮体前侧螺纹孔连接，后盖板通过螺栓紧压着后密封垫与轮体后侧螺纹孔连接。
进一步的，所述的流体容纳腔储存的液体为润滑油。
进一步的，所述的可调叶片单元数量与节流腔板数量均为6组。
进一步的，所述的内轮体、中间轮体及外轮体为一体化铸造结构。
一种所述流体阻尼自适应调节飞轮的阻尼调节方法包括以下步骤：
1)发动机点火，节气门开闭，曲轴带动飞轮开始转动，转速由零速提升到怠速，此时涡旋弹簧处于非拉伸临界点，叶片处于靠近内轮体端，节流腔板的节流腔孔全开，被节流腔板隔离的流体容纳腔储存的液体融为一体形成流体，由于惯性的作用，飞轮与流体产生速度差，同时由于流体粘度作用，流体对飞轮产生阻尼，且此时粘度作用最大，能有效吸收发动机的振动；
2)发动机节气门打开，转速继续提升，由于叶片的离心作用力上升，涡旋弹簧处于拉伸状态，叶片开始沿着滑槽向外轮体端滑动，节流腔板的节流腔孔逐渐关闭，此时流体流通的流量逐渐变小，流体对飞轮的阻尼作用也逐渐变小，直至节流腔板的节流腔孔完全关闭，流体被节流腔板隔离，其对飞轮阻尼的作用消失。
本发明飞轮轮体采用分体设计，包括内轮体、中间轮体及外轮体，其中中间轮体采用车辐式结构设计，包括节流腔板及流体容纳腔，流体容纳腔用于储存液体，节流腔板设有节流腔孔，通过可调叶片机构的叶片离心力及涡旋弹簧拉力的综合作用，节流腔孔实现适应转速变化而实现流体阻尼调节的功能。本发明结构简单，相对于其他机械阻尼系统飞轮具有零件少、整体空间紧凑等优点，相对于单质量飞轮，具有阻尼自适应转速变化的调节功能，能有效改善发动机振动与噪声等问题。
附图说明
图1为本发明一种流体阻尼自适应调节飞轮——整机分解结构示意图；
图2为本发明一种流体阻尼自适应调节飞轮——轮体结构示意图(带可调叶片机构、齿圈、放油塞)；
图3为本发明一种流体阻尼自适应调节飞轮——轮体结构俯视图(带可调叶片机构、齿圈)；
图4为本发明一种流体阻尼自适应调节飞轮——轮体结构示意图；
图5为本发明一种流体阻尼自适应调节飞轮——可调叶片单元结构示意图；
图6为本发明一种流体阻尼自适应调节飞轮——涡旋弹簧结构示意图；
图中，前盖板1、前密封垫2、轮体3、可调叶片机构4、齿圈5、放油塞6、后密封垫7、后盖板8，内轮体31、中间轮体32、外轮体33、曲轴安装孔311、曲轴法兰连接孔312、可调叶片机构安装孔313、节流腔板321、流体容纳腔322、放油孔331、螺纹孔332、可调叶片单元41、转动轴411、涡旋弹簧412、叶片413、卡槽4121、卡头4122。
具体实施方式
如图1-6所示，一种流体阻尼自适应调节飞轮包括前盖板1、前密封垫2、轮体3、可调叶片机构4、齿圈5、放油塞6、后密封垫7及后盖板8，轮体3由内而外包括内轮体31、中间轮体32及外轮体33，内轮体31由内而外设置有曲轴安装孔311、曲轴法兰连接孔312、可调叶片机构安装孔313，中间轮体32为车辐式结构，包括多组圆周方向均布的节流腔板321及节流腔板间的流体容纳腔322，节流腔板321上设有节流腔孔，节流腔孔前后侧设有滑槽，流体容纳腔322用于储存液体，外轮体33的外圆柱面设有带内螺纹的放油孔331，前后侧面设有圆周均布的螺纹孔332，可调叶片机构4包括多组可调叶片单元41，可调叶片单元41数量与节流腔板321数量相同，可调叶片单元41包括转动轴411、涡旋弹簧412及叶片413，涡旋弹簧412中心端设有卡槽4121、外端设有卡头4122；
可调叶片机构安装孔313与圆周方向均布的节流腔板321数量相等且分布在同一半径方向上；可调叶片机构4安装于可调叶片机构安装孔313内，涡旋弹簧412位于可调叶片机构安装孔313内，卡槽4121与转动轴411固定，转动轴411两端分别穿过前密封垫2、后密封垫7与前盖板1、后盖板8固定，叶片413安装于节流腔孔前后侧滑槽内，与节流腔板321滑动连接，叶片413靠近内轮体31一端与卡头4122固定，齿圈5与外轮体33固定，放油塞6与外轮体33的放油孔331配合连接，前盖板1通过螺栓紧压着前密封垫2与轮体3前侧螺纹孔332连接，后盖板8通过螺栓紧压着后密封垫7与轮体3后侧螺纹孔332连接。
流体阻尼自适应调节飞轮的流体容纳腔322储存的液体为润滑油。
流体阻尼自适应调节飞轮的可调叶片单元41数量与节流腔板321数量均为6组。
流体阻尼自适应调节飞轮的内轮体31、中间轮体32及外轮体33为一体化铸造结构。
一种流体阻尼自适应调节飞轮阻尼调节方法包括以下步骤：
1)发动机点火，节气门开闭，曲轴带动飞轮开始转动，转速由零速提升到怠速，此时涡旋弹簧412处于非拉伸临界点，叶片413处于靠近内轮体31端，节流腔板321的节流腔孔全开，被节流腔板321隔离的流体容纳腔322储存的液体融为一体形成流体，由于惯性的作用，飞轮与流体产生速度差，同时由于流体粘度作用，流体对飞轮产生阻尼，且此时粘度作用最大，能有效吸收发动机的振动；
2)发动机节气门打开，转速继续提升，由于叶片413的离心作用力上升，涡旋弹簧412处于拉伸状态，叶片413开始沿着滑槽向外轮体33端滑动，节流腔板321的节流腔孔逐渐关闭，此时流体流通的流量逐渐变小，流体对飞轮的阻尼作用也逐渐变小，直至节流腔板321的节流腔孔完全关闭，流体被节流腔板321隔离，其对飞轮阻尼的作用消失。

Claims (5)

1.一种流体阻尼自适应调节飞轮，其特征在于包括前盖板(1)、前密封垫(2)、轮体(3)、可调叶片机构(4)、齿圈(5)、放油塞(6)、后密封垫(7)及后盖板(8)，轮体(3)由内而外包括内轮体(31)、中间轮体(32)及外轮体(33)，内轮体(31)由内而外设置有曲轴安装孔(311)、曲轴法兰连接孔(312)、可调叶片机构安装孔(313)，中间轮体(32)为车辐式结构，包括多组圆周方向均布的节流腔板(321)及节流腔板间的流体容纳腔(322)，节流腔板(321)上设有节流腔孔，节流腔孔前后侧设有滑槽，流体容纳腔(322)用于储存液体，外轮体(33)的外圆柱面设有带内螺纹的放油孔(331)，前后侧面设有圆周均布的螺纹孔(332)，可调叶片机构(4)包括多组可调叶片单元(41)，可调叶片单元(41)数量与节流腔板(321)数量相同，可调叶片单元(41)包括转动轴(411)、涡旋弹簧(412)及叶片(413)，涡旋弹簧(412)中心端设有卡槽(4121)、外端设有卡头(4122)；
可调叶片机构安装孔(313)与圆周方向均布的节流腔板(321)数量相等且分布在同一半径方向上；可调叶片机构(4)安装于可调叶片机构安装孔(313)内，涡旋弹簧(412)位于可调叶片机构安装孔(313)内，卡槽(4121)与转动轴(411)固定，转动轴(411)两端分别穿过前密封垫(2)、后密封垫(7)与前盖板(1)、后盖板(8)固定，叶片(413)安装于节流腔孔前后侧滑槽内，与节流腔板(321)滑动连接，叶片(413)靠近内轮体(31)一端与卡头(4122)固定，齿圈(5)与外轮体(33)固定，放油塞(6)与外轮体(33)的放油孔(331)配合连接，前盖板(1)通过螺栓紧压着前密封垫(2)与轮体(3)前侧螺纹孔(332)连接，后盖板(8)通过螺栓紧压着后密封垫(7)与轮体(3)后侧螺纹孔(332)连接。
2.根据权利要求1所述的一种流体阻尼自适应调节飞轮，其特征在于所述的流体容纳腔(322)储存的液体为润滑油。
3.根据权利要求1所述的一种流体阻尼自适应调节飞轮，其特征在于所述的可调叶片单元(41)数量与节流腔板(321)数量均为6组。
4.根据权利要求1所述的一种流体阻尼自适应调节飞轮，其特征在于所述的内轮体(31)、中间轮体(32)及外轮体(33)为一体化铸造结构。
5.一种如权利要求1所述流体阻尼自适应调节飞轮的阻尼调节方法，其特征在于包括以下步骤：
1)发动机点火，节气门开闭，曲轴带动飞轮开始转动，转速由零速提升到怠速，此时涡旋弹簧(412)处于非拉伸临界点，叶片(413)处于靠近内轮体(31)端，节流腔板(321)的节流腔孔全开，被节流腔板(321)隔离的流体容纳腔(322)储存的液体融为一体形成流体，由于惯性的作用，飞轮与流体产生速度差，同时由于流体粘度作用，流体对飞轮产生阻尼，且此时粘度作用最大，能有效吸收发动机的振动；
2)发动机节气门打开，转速继续提升，由于叶片(413)的离心作用力上升，涡旋弹簧(412)处于拉伸状态，叶片(413)开始沿着滑槽向外轮体(33)端滑动，节流腔板(321)的节流腔孔逐渐关闭，此时流体流通的流量逐渐变小，流体对飞轮的阻尼作用也逐渐变小，直至节流腔板(321)的节流腔孔完全关闭，流体被节流腔板(321)隔离，其对飞轮阻尼的作用消失。
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