CN107429790A

CN107429790A - 离心摆和驱动系统

Info

Publication number: CN107429790A
Application number: CN201680013757.1A
Authority: CN
Inventors: 尼科尔·高斯; 彼得·沃尔; 本杰明·沃格特勒; 佛罗莱恩·巴拉尔
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: DE102015204011A1; DE112016001034A5; WO2016138898A1; EP3265694A1; CN107429790B; EP3265694B1

Abstract

本发明涉及一种离心摆，以及具有该离心摆的驱动系统，其中，该离心摆能绕着旋转轴线旋转地支承，具有摆法兰，第一摆质量件，第二摆质量件和至少一个弹性装置，其中，第一摆质量件和第二摆质量件分别与摆法兰连接，其中，在圆周方向上相隔于第一摆质量件地安置第二摆质量件，其中，弹性装置在圆周方向上被安置在第一摆质量件与第二摆质量件之间。

Description

离心摆和驱动系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的离心摆，以及根据权利要求10所述的具有所述离心摆的驱动系统。

背景技术

已知具有驱动发动机和离心摆的驱动系统，其中，离心摆与驱动发动机连接。例如，驱动发动机能够具有关闭汽缸的功能，其中，至少一部分驱动发动机汽缸被停用，并且例如与燃料供给装置断开。驱动发动机由此具有n₁＝1的点火阶次，因此重力对离心摆的减振特性起负面作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的离心摆和一种具有该离心摆的驱动系统。

根据本发明已知，能够通过这样的方式提供改进的离心摆，使离心摆能绕着旋转轴线旋转地支承并且包括摆法兰，第一摆质量件，第二摆质量件和至少一个弹性装置。第一摆质量件和第二摆质量件分别与摆法兰连接。在圆周方向上相隔于第一摆质量件地安置第二摆质量件。弹性装置在圆周方向上被安置在第一摆质量件与第二摆质量件之间。

弹性装置负责使得摆质量件在进行往复运动时基本同步摆动。此外减小了重力对摆质量件的影响，特别是当点火阶次为n＝1时的影响。

在一种其它的实施方式中，弹性装置具有这样的刚度，其数值在1N/mm至24N/mm的范围内，特别在2N/mm至12N/mm的范围内，特别有利地在3N/mm至8N/mm的范围内，和/或，其中，离心摆具有至少一个减振阶次(Tilgerordnung)，其中，该减振阶次基本上是1。因此避免摆质量件，特别是在点火阶次为n＝1时，非对称的运动。

在一种其它的实施方式中，弹性装置具有第一弹性件和至少一个第二弹性件，其中，弹性装置至少部分地安置在绕旋转轴线的环形轨道上或绕旋转轴线环形轨道的切线上，其中，第一弹性件在周向上具有第一长度，并且第二弹性件在周向上具有第二长度，其中，第二长度短于第一长度。因此得到两阶的弹性装置的刚度。

在一种其它的实施方式中，第二弹性件与第一弹性件同轴安置并且外侧被第一弹性件包围。因此提供了特别紧凑的弹性装置。

在一种其它的实施方式中，第一弹性件具有第一弹性刚度并且第二弹性件具有第二弹性刚度，其中，第二弹性刚度大于第一弹性刚度。通过借助于第一弹性件实现的两个摆质量件的软连接，两个摆质量件同步进行往复运动。然而如果两个摆质量件相互撞击，则冲击能量通过第二弹性件和其较高的刚度被有效吸收，从而避免第二弹性件闭锁，并且由此避免摆质量件的直接撞击。

在一种其它的实施方式中，在弹性装置与两个摆质量件的至少一个之间的周向方向上设置保护装置，其中，优选将保护装置压在弹性装置的端部内。通过这样的方式简单地确保了保护装置的位置。

在一种其它的实施方式中，设置至少一个固持装置。固持装置与两个摆质量件中的一个形状配合地连接，其中，固持装置包括销钉段。保护装置具有容纳口，其中，该容纳口基本上安置在保护装置的中心，其中，固持装置的销钉段穿过容纳口，并且保护装置固定在固持装置上。

在一种其它的实施方式中，第一摆质量件借助于第一连接装置与摆法兰连接，并且第二摆质量件借助于第二连接装置与摆法兰连接，其中，这样设置第一连接装置，使得第一摆质量件沿第一摆轨道运动，并且这样设置第二连接装置，使得第二摆质量件沿第二摆轨道运动，其中，第一摆轨道和第二摆轨道基本上相同。

然而，所述技术问题也通过根据权利要求9所述的驱动系统解决。

根据本发明已知，能够通过具有发动机和离心摆的驱动系统提供一种改进的驱动系统。该驱动发动机设计为活塞式发动机，并且具有n＝1的点火阶次。离心摆如上述构成并且与驱动发动机连接。减振阶次在此基本等于点火阶次。因此能够实现发动机点火阶次的特别有效的减振，因此能够在离心摆输出侧提供特别平稳的扭矩。

附图说明

下面通过附图进一步阐述本发明。其中：

图1是具有驱动发动机和离心摆的驱动系统；

图2是图1所示出的离心摆结构设计的俯视图；

图3是图2所示出的离心摆的立体图；

图4是图3所示出离心摆立体图的局部视图；

图5是图2至图4所示出的离心摆的俯视图；

图6是图1至图5所示出的离心摆被沿图2所示的第一截面A-A剖切所得的剖视图；

图7是图1至图4所示出的离心摆被沿图2所示的第二截面B-B剖切所得的剖视图；

图8是图1至图4所示出的离心摆被沿图2所示的第三截面C-C剖切所得的剖视图；

图9是图8所示出的离心摆剖视图的局部视图；

图10是图2所示出的离心摆的局部视图；

图11是图2所示出的离心摆被沿图2所示的第四截面D-D剖切所得的剖视图；

图12是图1至图11所示出的离心摆在局部装配状况下的立体图的局部；

图13是图1至图12所示出的离心摆的分解图；

图14是图1至图13所示出的离心摆的弹性装置和保护装置的分解图，以及

图15是图1至图14所示出的离心摆固持装置的立体图。

具体实施方式

图1示出具有驱动发动机15和离心摆20的驱动系统10。

驱动系统10还具有变速器25。离心摆20被安置在驱动发动机15和变速器25之间并且与驱动发动机15和变速器25相连。

驱动发动机15设计为活塞式发动机。该驱动发动机15具有第一汽缸30和至少一个第二汽缸35。两个汽缸30，35与燃料供给装置40连接。在汽缸30，35中，分别设置活塞41，该活塞分别通过连杆42与曲轴43相连。因此，曲轴43与离心摆20扭矩传递式地连接。活塞41在驱动发动机15运行期间在汽缸30，35内作直线往复运动。

驱动发动机15具有例如第一运行状态和第二运行状态。在第一运行状态中，汽缸30，35与燃料供给装置40连接，从而每隔一定时间，燃料由燃料供给装置40输送至汽缸30，35，使得燃料与空气中的氧气一起在汽缸30，35之中燃烧。在这种情况下，每个在图1中示出的对应汽缸30，35的活塞41向下移动，并且向曲轴43提供扭矩。在第一运行状态中，驱动发动机15具有第一点火阶次n₁。在这种情况下，该点火阶次n等于运行状态中的驱动发动机15的汽缸30，35的一半。因此，在图1中所示的设计为两缸-活塞式发动机的驱动发动机15的第一点火阶次n₁在第一运行状态时为n₁＝1。当驱动发动机15为四缸-活塞式发动机时，第一点火阶次在第一运行状态下是n₁＝2。

在第二运行状态中，两个汽缸30，35中至少一个汽缸与燃料供给装置40断开，并且由此关闭相应的汽缸30，35。在为驱动发动机15只提供低功率时，则尤其选择第二运行状态。在第二运行状态中，驱动发动机15因此具有与第一运行状态和第一点火阶次n₁不同的第二点火阶次n₂。如果图1所示出的第二汽缸35被停用，那么第二点火阶次则为n₂＝0.5。如果在上述四缸-活塞式发动机中停用两个汽缸30，35，那么在这种情况下，第二点火阶次是n₂＝1。

图2是图1所示出的离心摆20结构设计的俯视图。图3是图2所示出的离心摆20的立体图。图4是图3所示出离心摆20的立体图的局部视图。图5是图2至图4所示出的离心摆20的俯视图。图6是图1至图5所示出的离心摆20沿图2所示的第一截面A-A的剖视图。图7是图2至图4所示出的离心摆20沿图2所示的第二截面B-B的剖视图。图8是图2至图4所示出的离心摆20沿图2所示的第三截面C-C的剖视图。图9是图8所示出的离心摆20的剖视图的断面图。图10是图2所示出的离心摆20的断面图。图11是图1所示出的离心摆20被沿图2所示的第四截面D-D剖切所得的剖视图。图12示出图1至图11所示出的离心摆20在局部装配状况下的立体图的局部。图13是图1至图12所示出的离心摆20的分解图。图14是图1至图13所示出的离心摆20的弹性装置85和保护装置155的分解图，以及图15是图1至图14所示出的离心摆20的固持装置105，110的立体图。下面一起阐述图2至图15。

离心摆20能绕着旋转轴线45旋转地支承。离心摆20包括摆法兰50，该摆法兰扭矩传递式地与发动机15相连接，必要时与变速器25相连接。当然还能够设想内置离心摆20的离心摆20设计方案。在所述实施方式中，摆法兰50基本设置成圆盘形。离心摆20具有第一摆质量件55和第二摆质量件60。第一摆质量件55被安置在与第二摆质量件60在圆周方向上相隔的位置。离心摆20还包括第一连接装置65和第二连接装置70。根据滑槽导引装置的样式设计第一连接装置65，并且第一连接装置将第一摆质量件55与摆法兰50相连接。在这种情况下，在向摆法兰50传递旋转运动时，第一连接装置65引导第一摆质量件55沿着第一摆轨道75运动。第二连接装置70将第二摆质量件60与摆法兰50相连接。在这种情况下，在向摆法兰50传递旋转运动时，第二连接装置70引导第二摆质量件60沿着第二摆轨道80运动。与摆轨道75，80的设计和摆质量件55，60的质量相关，离心摆20具有至少一个减振阶次，在所述实施方式中，该减振阶次基本等于在两个运行状态中至少一个的驱动发动机15的点火阶次n。

在第一摆质量件55和第二摆质量件60间的圆周方向上安置了弹性装置85。弹性装置85(参看图14)包括第一弹性件90和至少一个第二弹性件95。弹性装置85安置在绕旋转轴线45的环形轨道的切线上。当然还能够设想，弹性装置85在绕旋转轴线45的环形轨道上呈弧形地延伸。

还能够设想，不同于在图2至图15所示的设计方案中弹性件90，95作为螺旋压缩弹簧，弹性件90，95被设计为其它形式，例如板簧。或者，也能够设想，两个弹性件95设计为橡胶件或其它柔性构件。

第二弹性件95与第一弹性件90同轴安置，并且其外侧被第一弹性件90包围。第一弹性件90(参看图11)具有在圆周方向上的第一长度d₁。第二弹性件95具有在圆周方向上的第二长度d₂。在此，第二长度d₂短于第一长度d₁。

或者，也能够设想，第二弹性件95具有大于第一弹性件90的直径，并且因此同轴安置第一弹性件90在第二弹性件95径向内侧。在所述设计方案中，还能设想，第二长度d₂大于第一长度d₁。

此外，离心摆20具有固持装置100。固持装置100具有第一固持件105和第二固持件110。第一固持件105形状配合地连接在第一摆质量件55上。第二固持件110形状配合地连接在第二摆质量件60上。

固持件105，110具有销钉段115和固持段120。固持段120具有第一区域121和多个第二区域122，所述第一区域基本在圆周方向上或在绕旋转轴线45的环形轨道的切向上延伸，所述第二区域在第一区域上沿轴向延伸。第一区域121被安置在摆法兰50的径向外侧。第二区域122穿过安置在摆质量件55，60上的凹槽123，并且在自由端具有销头124，因此固持件105，110形状配合地与摆质量件55，60连接。

销钉段115在绕旋转轴线45的环形轨道的切向上延伸。在这种情况下，销钉段115至少部分地突出于摆质量件55，60在径向上延伸的侧面125。销钉段115部分地被设置成矩形。

在所述实施方式中，离心摆20被设置为外置离心摆(参看图3)。在这种情况下，第一摆质量件55具有第一摆质量件部分130和第二摆质量件部分135。第二摆质量件60具有第三摆质量件部分140和第四摆质量件部分145。第一和第二摆质量件部分130，135安置在摆法兰50的两侧，并且借助于固持段120，以及必要时附加地借助间隔销150以及借助第一固持件105相互连接。这同样也适用于第三摆质量件部分140和第四摆质量件部分145，所述第三和第四摆质量件部分安置在摆法兰50的两侧，并且借助于第二固持件110的固持段120和间隔销150相互连接。当然也能够设想作为内置离心摆20的离心摆20设计。

在所述实施方案中，另外示例性地设置了保护装置155(参考图11和图14)。保护装置155能够具有例如作为材料的弹性塑料。在这种情况下，将保护装置155设置成圆盘状并且具有环形横截面。保护装置155在径向外侧上具有第一容纳口160。径向内侧设置位于中心的第二容纳口165。第二容纳口165基本具有矩形横截面，该矩形横截面匹配于销钉段115的设计。在这种情况下，销钉段115完全穿过第二容纳口165，并且在保护装置155背向固持段120的一侧上，突出于保护装置155。

另外也能够设想省略保护装置155。还能够设想，第二容纳口165具有其它种类的横截面。因此例如也能够设想第二容纳口具有例如圆形或正方形横截面。当然，销钉段115应匹配第二容纳口165的几何设计。

此外，第一容纳口160被设置成在保护装置155径向外侧上环绕的槽。第一弹性件90的端部170嵌入第一容纳口160内。为确保护装置155可靠地固定在第一弹性件90上，将保护装置155压入第一弹性件90。通过第一容纳口160确保了第一弹性件90的平面操作，因此对第一弹性件90的操作基本上无需第一弹性件90端部线圈上的横向力。

在保护装置155的侧面125上，在面向侧面125背离摆质量件55，60的一侧，设置第二弹性件95的固定端180。在非操作状态下，第二弹性件95的在圆周方向上与所述固定端180相对安置的自由端185是自由的，并且没有与圆周方向上相对放置的保护装置155有触碰式接触。

在所述实施方式中，保护装置155被安置在弹性装置85的两侧，即在弹性装置85和第一摆质量件55之间与在弹性装置85和第二摆质量件60之间。当然还能够设想，只设置一个保护装置155。还能够设想，去掉保护装置155。还能够设想，去掉第二容纳口165，并且借助第一容纳口160确保保护装置在155在其位置上。还能够设想，保护装置155只在相对第二弹性件95一侧被压入第一弹性件90。

如果驱动发动机15提供具有扭转振动的扭矩，那么摆质量件55，60则从静止位置移动，并且沿着通过连接装置65，70预定的摆轨道75，80，经由摆角摆动。在这种情况下，弹性装置85与摆质量件55，60相互连接，因此摆质量件55，60基本沿着相应的摆轨道75，80同步摆动。因此，弹性装置90经由20至60度的高摆角用作定位器件。特别相关的是，驱动发动机15在第一或第二运转状态下提供n_1/2＝1的点火阶次n。通常调整离心摆20至点火阶次n_1/2，也就是说，离心摆20的减振阶次基本与点火阶次n_1/2相同。以此确保通过离心摆20完成点火阶次n最大的衰减。

如果点火阶次n_1/2＝1，例如在两缸发动机运转的状况下，或在具有汽缸关闭功能的四缸发动机运转时，在第二运转状态下关闭了两个汽缸30，35的状况，并且如果调整离心摆20的减振阶次至点火阶次n_1/2，那么作用在摆质量件55，60的重力对沿着摆轨道75，80的摆动特性起负面作用。在这种情况下，重力导致沿重力方向向下摆动的摆质量件55，60被加速，并且作为与重力反向摆动的摆质量件55，60。

因此特别有利的是，弹性装置85，特别是第一弹性件90，具有这样的刚度，其数值在1N/mm至24N/mm的范围内，特别在2N/mm至12N/mm的范围内，特别有利地在3N/mm至8N/mm的范围内。特别有利的是，第一弹性件90具有这样的刚度，其数值在1N/mm至5N/mm的范围内，并且第二弹性件95具有这样的刚度，其数值在5N/mm至19N/mm的范围内。

另外，通过弹性装置85的弹性件90，95的不同的长度d₁，d₂，一方面得到摆质量件55，60的软连接，并且另一方面得到弹性装置85特性曲线的两阶轨迹。因此，只要自由端185与相对安置的保护装置155间隔地放置，就能得到在圆周方向上的摆质量件55，60的软连接。由此确保在调整离心摆20至点火阶次n_1/2＝1时，摆质量件55，60与其位置无关地同步地沿着预定的摆轨道75，80摆动，因此离心摆20一方面具有特别好的减振效果，并且另一方面避免了通过摆质量件55，60之一的异步运动导致形成可能的扭转振动。第一弹性件90的软设计使得弹性装置85对离心摆20的减振阶次只起到微小的作用，并且因此对离心摆20的隔离效果(减震效果)只起微小的作用。

如果自由端185碰撞了在圆周方向上相对安置的保护装置155，那么第二弹性件95防止了摆质量件55，60相互的直接碰撞，或者连接装置65，70碰撞了末端挡块，并且因此防止了离心摆20的咔哒咔哒的噪音。特别有利地是第一弹性件90的第一弹性刚度小于第二弹性件95的第二弹性刚度。如果自由端185碰撞了对置的保护装置155，并且因此操作第二弹性件，则会增加弹性装置85的刚度。在这种情况下，第二弹性件95用作为在离心摆20内剩余能量的存储器，并且避免了摆质量件55，60相互间或对于摆法兰50的强烈撞击。通过弹性装置90的高刚度特性，特别是通过两个弹性件95，100的连接作用，能够短时间保持用于缓冲摆质量件55，60的摆角(例如在5至10度的范围内)。

另外避免了在换挡过程中，例如从D-挡位换到N-挡位时，摆质量件55，60的相互撞击，或者在摆质量件55，60撞击时剩余能量被如此强烈地减少，或者弹性装置85的完全闭锁被如此强烈地降低，以至冲击噪声在声学上可被接受或有力地减少。当然还能够设想，弹性装置85由多阶，也就是说由至少三阶和至少三个弹性件构成。

附图标记列表

10 驱动系统

15 驱动发动机

20 离心摆

25 变速器

30 第一汽缸

35 第二汽缸

40 燃料供给装置

41 活塞

42 连杆

43 曲轴

45 旋转轴线

50 摆法兰

55 第一摆质量件

60 第二摆质量件

65 第一连接装置

70 第二连接装置

75 第一摆轨道

80 第二摆轨道

85 弹性装置

90 第一弹性件

95 第二弹性件

100 固持装置

105 第一固持件

110 第二固持件

115 销钉段

120 固持段

121 第一区域

122 第二区域

123 凹槽

124 销钉头

125 侧面

130 第一摆质量件部分

135 第二摆质量件部分

140 第三摆质量件部分

145 第四摆质量件部分

150 间隔销

155 保护装置

160 第一容纳口

165 第二容纳口

170 第一弹性件端部

175 保护装置的侧面

180 第二弹性件固定端

185 第二弹性件自由端

d1 第一长度

d2 第二长度

Claims

1.一种离心摆(20)，所述离心摆能绕着旋转轴线(45)旋转地支承，

-具有摆法兰(50)，第一摆质量件(55)，第二摆质量件(60)以及至少一个弹性装置(85)，

-其中，所述第一摆质量件(55)和所述第二摆质量件(60)分别和所述摆法兰(50)连接，

-其中，在圆周方向上与所述第一摆质量件(55)相隔地安置所述第二摆质量件(60)，

-其中，所述弹性装置(85)在圆周方向上被安置在所述第一摆质量件(55)与所述第二摆质量件(60)之间。

2.根据权利要求1所述的离心摆(20)，

-其中，所述弹性装置(85)具有这样的刚度，其数值在1N/mm至24N/mm的范围内，尤其在2N/mm至12N/mm的范围内，特别有利地在3N/mm至8N/mm的范围内，

-和/或

-其中，所述离心摆(20)具有至少一个减振阶次，

-其中，所述减振阶次基本上等于1。

3.根据权利要求1或2所述的离心摆(20)，

-其中，所述弹性装置(85)具有第一弹性件(90)和至少一个第二弹性件(95)，

-其中，所述弹性装置(85)至少部分地安置在绕所述旋转轴线(45)的环形轨道上或安置在绕所述旋转轴线(45)的环形轨道的切线上，

-其中，所述第一弹性件(90)在周向上具有第一长度(d₁)，并且所述第二弹性件(95)在周向上具有第二长度(d₂)，

-其中，所述第二长度(d₂)短于所述第一长度(d₁)。

4.根据权利要求3所述的离心摆(20)，其中，所述第二弹性件(95)与所述第一弹性件(90)同轴安置，并且所述第二弹性件在外侧被所述第一弹性件(90)包围。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的离心摆(20)，

-其中，所述第一弹性件(90)具有第一弹性刚度，并且所述第二弹性件(95)具有第二弹性刚度，

-其中，所述第二弹性刚度离大于所述第一弹性刚度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的离心摆(20)，

-其中，在所述弹性装置(85)与两个摆质量件(55，60)中的至少一个之间的周向方向上设置保护装置(155)，

-其中，优选将所述保护装置(155)压在所述弹性装置(85)的端部(170)上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的离心摆(20)，

-其中，设置至少一个固持装置(105，110)，

-其中，所述固持装置(105，110)与两个摆质量件(55，60)中的一个形状配合地连接，

-其中，所述固持装置(105，110)包括销钉段(115)，

-其中，所述保护装置(155)具有容纳口(165)，

-其中，所述容纳口(160，165)基本上安置在所述保护装置(155)的中心，

-其中，所述固持装置(105,110)的销钉段(115)穿过所述容纳口(165)，并且所述保护装置(155)固定在固持装置(105，110)上。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的离心摆(20)，

-其中，所述第一摆质量件(55)借助于第一连接装置(65)与所述摆法兰(50)连接，并且所述第二摆质量件(60)借助于第二连接装置(70)与所述摆法兰(50)连接，

-其中，这样设置所述第一连接装置(65)，使得所述第一摆质量件(55)沿所述第一摆轨道(75)运动，并且这样设置所述第二连接装置(70)，使得所述第二摆质量件(60)沿所述第二摆轨道(80)运动，

-其中，所述第一摆轨道(75)和所述第二摆轨道(80)基本上相同。

9.一种具有驱动发动机(15)和离心摆(20)的驱动系统(10)，

-其中，所述驱动发动机(15)设计为活塞式发动机，并且具有n＝1的点火阶次(n)，

-其中，设置根据权利要求1-8中任一项所述的离心摆(20)，并且所述离心摆与所述驱动发动机(15)连接，

-其中，所述离心摆(20)具有至少一个减振阶次，

-其中，所述离心摆(20)的减振阶次基本等于点火阶次(n)。