CN107606053A - 扭转减震器、传动轴和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭转减震器、传动轴和车辆，该扭转减震器包括管状骨架，设置在所述管状骨架内部的阻尼轴芯，所述扭转减震器还包括连接在所述管状骨架和所述阻尼轴芯之间的多个弹性部，该多个弹性部沿所述阻尼轴芯的外表面间隔设置，且所述多个弹性部的位于所述扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设。这样，既可以保证阻尼轴芯相对于管状骨架正常扭动，又可以减少弹性部与管状骨架和阻尼轴芯之间的摩擦，进而减少弹性部的摩擦损耗，削弱对弹性部的热影响。另外，弹性部之间的空隙提供了弹性部的变形空间，防止弹性部没有变形空间被迫发生塑性变形或者破坏，从而提高了弹性部的耐久性，进而延长扭转减震器的使用寿命。

Description

扭转减震器、传动轴和车辆

技术领域

本发明涉及减震降噪领域，具体地，涉及一种扭转减震器，包括该扭转减震器的传动轴以及包括该扭转减震器的车辆。

背景技术

由发动机传到汽车传动系统中的转矩是周期性地不断变化的，因此使传动系统产生扭转振动，在发动机某段转速区间可能发生振动频率和传动系统固有频率相近或重合的情况，就将发生共振，不但对传动系统中零件的寿命有很大影响，有些振动还会传递给车身，产生整车的振动，或者以低频噪声的形式传递给舱内驾驶员和乘客，严重影响驾乘感受。此外，随着乘用类汽车日益普及以及人们的生活水平的提高，对整车在行驶过程中的一些低频噪声日益敏感，对消除这些噪声的呼声日益增高。

目前解决动力传动系统共振的方法主要有：增加广角离合器、匹配双质量飞轮或增加扭转减振器。

由于广角离合器和双质量飞轮开发成本高，周期长，对装配空间和周边件要求都很苛刻，所以一般各个主机厂都谨慎采用。

其中，扭转减振器主要由弹性元件和阻尼元件等组成。弹性元件的主要作用是改变传动系的扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的固有频率，改变系统的固有振型，达到避开由发动机激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。

扭转减振器目前主流的设计思路是：高频扭转振动采用内置式，低频扭转振动采用外置式。

近期，外置扭转减振器由于结构简单，成本适中，已在一些车型上批量应用，但外置扭转减振器往往体积过大、总装线需额外增加装配工艺，有些车型还需将扭转减振器与传动轴总成动平衡，额外又增加了不少成本；此外，外置扭转减振器由于直接裸露，容易受泥水侵蚀，对弹性元件和阻尼元件防腐和抗老化要求比较高，直接影响扭转减振器的寿命。

以上问题，内置式扭转减振器能得到很好的处理；但目前内置式主要用于处理高频共振问题；若内置式用来处理低频问题，对弹性元件(内置式主要为橡胶)的耐久性又是严峻的考验。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种扭转减震器，该扭转减震器可以消除或削弱因传动系统低频共振引起的噪声，且可以保证扭转减震器的耐久性。

本发明的另一个目的是提供一种传动轴，该传动轴使用本发明提供的扭转减震器。

本发明的再一目的是提供一种车辆，该车辆使用本发明提供的传动轴。

根据本发明的一个方面，提供一种扭转减震器，该扭转减震器包括用于安装到轴管内部的管状骨架，设置在所述管状骨架内部的阻尼轴芯，其中，所述扭转减震器还包括连接在所述管状骨架和所述阻尼轴芯之间的多个弹性部，该多个弹性部沿所述阻尼轴芯的外表面间隔设置，且所述多个弹性部的位于所述扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设。

可选地，所述多个弹性部均沿同一周向间隔布设，且所述扭转减震器还包括用于限制所述阻尼轴芯的径向摆动幅度的限位部，所述限位部为连接在所述管状骨架的内表面的弹性件，该弹性件朝向所述阻尼轴芯凸出且与所述阻尼轴芯之间具有间隙。

可选地，所述限位部具有多个，且每个所述限位部设置在相邻的所述弹性部之间。

可选地，所述弹性部至少位于所述管状骨架内表面的两端。

可选地，所述多个弹性部沿轴向中心的圆周布置，且所述限位部形成为条状结构，该条状结构从所述管状骨架的一端沿轴向延伸至所述管状骨架的另一端。

可选地，所述限位部还包括设置在每个所述条状结构的轴向一端上的限位条，相邻的所述条状结构上的所述限位条分别位于所述扭转减震器的不同一端，且所述限位条朝向所述阻尼轴芯凸出。

可选地，所述条状结构的宽度朝向所述阻尼轴芯逐渐缩小地延伸，且所述条状结构的拐角均为光滑过渡的圆弧结构。

可选地，所述弹性部形成为沿径向方向延伸的柱状结构，该柱状结构的母线形成为内凹圆弧曲线。

通过上述技术方案，通过将管状骨架安装到例如传动轴的轴管内部，其中，弹性部可以降低传动系统的扭转刚度，从而降低传动系统扭转系统的某阶固有频率，改变传动系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩激励引起的共振；阻尼轴芯作为吸能块，将传动系统的共振变为此阻尼元件的振动，从而有效地耗散振动能量，进而消除由传动系统产生的低频噪声。此外，由于多个弹性部沿阻尼轴芯的外表面间隔设置，且多个弹性部的位于扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设。这样，既可以保证阻尼轴芯相对于管状骨架正常扭动，又可以减少弹性部与管状骨架和阻尼轴芯之间的摩擦，进而减少弹性部的摩擦损耗，削弱对弹性部的热影响。另外，弹性部之间的空隙提供了弹性部的变形空间，防止弹性部没有变形空间被迫发生塑性变形或者破坏，从而提高了弹性部的耐久性，进而延长扭转减震器的使用寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种具体实施方式提供的扭转减震器的正视图；

图2是根据本发明的一种具体实施方式提供的扭转减震器的侧视图；

图3是沿图2中剖面线A-A剖得的剖面结构示意图；

图4是沿图2中剖面线B-B剖得的剖面结构示意图；

图5是根据本发明的一种具体实施方式提供的扭转减震器的立体结构示意图；

图6是根据本发明的另一种具体实施方式提供的扭转减震器的立体结构示意图。

附图标记说明

10管状骨架 11弹性部 12限位部

13限位条 14弹性薄片 15配重块

20阻尼轴芯

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“轴向、径向和周向”通常是相对于扭转减震器的轴向、径向和周向而言的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图5所示，本发明提供一种扭转减震器，该扭转减震器可以安装到传动系统的传动轴上，具体地，该扭转减震器包括用于安装到轴管内部的管状骨架10，设置在管状骨架10内部的阻尼轴芯20，其中，扭转减震器还包括连接在管状骨架10和阻尼轴芯20之间的多个弹性部11，该多个弹性部11沿阻尼轴芯20的外表面间隔设置，且多个弹性部11的位于扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设。换言之，用平行于扭转减震器的中心轴线的投影线照射多个弹性部，在扭转减震器端部的与投影线相垂直的投影面上得到的多个弹性部的投影沿周向间隔布置。

另外，需要说明的是，多个弹性部11的位于扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设，并不是表示弹性部11在投影面上的多个投影的连线围成闭合的一个圆周，多个投影的连线也可以围成圆弧曲线，只要多个弹性部相互配合，使得阻尼轴芯能够正常相对于管状骨架10扭动即可。

其中，管状骨架10的主要材料可以为碳钢，为方便将管状骨架固定到例如传动轴的轴管内部，如图1所示，管状骨架10的外表面贴附有弹性薄片14(如橡胶片)，以用于压紧到轴管的内表面。例如，可以在管状骨架的外表面硫化一层厚度约1.5mm左右的橡胶，并将橡胶的外圈直径设定为略大于轴管内直径，这样，扭转减震器固定后橡胶将产生一定的压缩，从而将扭转减震器牢牢固定在传动轴的轴管内部。

通过将管状骨架10安装到例如传动轴的轴管内部，其中，弹性部11可以为橡胶材质，以降低传动系统的扭转刚度，从而降低传动系统扭转系统的某阶固有频率，改变传动系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩激励引起的共振；阻尼轴芯20作为吸能块，将传动系统的共振变为此阻尼元件的振动，从而有效地耗散振动能量，进而消除由传动系统产生的低频噪声。此外，由于多个弹性部11沿阻尼轴芯20的外表面间隔设置，且多个弹性部11的位于扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设。这样，既可以保证阻尼轴芯20相对于管状骨架10正常扭动，又可以减少弹性部11与管状骨架10和阻尼轴芯20之间的摩擦，进而减少弹性部11的摩擦损耗，削弱对弹性部11的热影响。另外，弹性部11之间的空隙提供了弹性部的变形空间，防止弹性部因没有变形空间被迫发生塑性变形或者破坏，从而提高了弹性部的耐久性，进而延长扭转减震器的使用寿命。

此外，本发明提供的扭转减震器为内置式扭转减震器，即具有如下优势：弹性部如橡胶不会受到泥水侵蚀，从而能有效缓解橡胶的老化，增加扭转减震器的使用寿命；另外，在传动轴加工过程中用工装内置到传动轴轴管里，然后随传动轴一起做动平衡，对于主机厂而言，不会额外增加装配工序，也节省了整车装配时间；此外，相对于外置式扭转减震器，体积小重量轻，且不会影响整车的通过性或者由于空间距离问题与其他周边件产生干涉问题。

为进一步提高弹性部的使用寿命，多个弹性部11均沿同一周向间隔布设，且扭转减震器还包括用于限制阻尼轴芯20的径向摆动幅度的限位部12。通过限位部12可以防止因阻尼轴芯20沿径向过度晃动对弹性部11产生过度冲击，使得弹性部主要发生扭转变形，避免不必要的压缩或拉伸变形，这样，可以提高弹性部的耐久性，继而提高扭转减震器的使用寿命。在其他的变形方式中，多个弹性部也可以分别沿轴向的不同位置处的多个圆周布设，例如，在扭转减震器的轴向的三分之一和三分之二处分别设置有沿周向间隔布置的多个弹性部11。

为提高限位部对阻尼轴芯的限位效果，如图1所示，限位部12为连接在管状骨架10的内表面的弹性件，该弹性件朝向阻尼轴芯20凸出且与阻尼轴芯20之间具有间隙。这样，由于限位部具有弹性，当阻尼轴芯20沿径向在合适范围内晃动时，可以延缓弹性部进行压缩变形或拉伸变形的时间，从而减少作用在弹性部11上的瞬时应力。

为进一步提高限位效果，且方便限位部的加工成形，限位部12具有多个，且每个限位部12设置在相邻的弹性部11之间。换言之，限位部12在扭转减震器端部的与投影线相垂直的投影面上的投影和弹性部11的投影不重叠，且二者的投影之间具有间隙。当限位部12和弹性部11均是通过注塑成型形成于管状骨架10和阻尼轴芯20之间时，如果弹性部11和限位部12投影重叠，会使得扭转减震器的加工模具很难拔出，相反，当弹性部11和限位部12投影不重叠，会利于加工模具的拔出。

由于阻尼轴芯20沿径向晃动时，阻尼轴芯20的端部相对于其轴线的偏移位移最大，为更好地实现阻尼轴芯20的限位，弹性部11至少位于管状骨架10内表面的两端。

多个弹性部11可以位于轴向的任意圆周处，为使得弹性部11受力均匀，多个弹性部11沿轴向中心的圆周布置，另外，为更好地实现对阻尼轴芯20的限位效果，限位部12形成为条状结构，该条状结构从管状骨架10的一端沿轴向延伸至管状骨架10的另一端。此外条状结构还更利于模具的拔出，因为如果限位部12轴向延伸方向具有空隙，模具无法方便拔出。

为使得多个弹性部11受力相同，多个弹性部11沿周向等间隔设置，且多个限位部12的形状相同。如图1所示，在一种实施方式中，弹性部11为沿周向等间隔布设的6个。当然在其他实施方式中，弹性部11还可以为沿周向等间隔布设的5个、7个或9个等。

为进一步提高弹性部的耐久性，如图3和图4所示，限位部12还包括设置在每个条状结构的轴向一端上的限位条13，这样，位于条状结构的端部的限位条相对于条状结构的其他部位更接近于阻尼轴芯，可以将阻尼轴芯的振动限定在一定角度内，防止角度过大对弹性部产生破坏性压缩，从而进一步提高弹性部的耐久性。另外，为方便脱模，如图1所示，相邻的条状结构上的限位条13分别位于扭转减震器的不同一端，且限位条13朝向阻尼轴芯20凸出。换言之，位于扭转减震器一端的多个限位条在扭转减震器端部的相邻的轴向投影之间均设置有一个位于扭转减震器另一端的限位条在扭转减震器端部的轴向投影。

其中，更好地实现限位条对阻尼轴芯的限位，位于扭转减震器端部的多个限位条分别沿周向等间隔设置。

为进一步提高弹性部的耐久性，条状结构的宽度朝向阻尼轴芯20逐渐缩小地延伸，且条状结构的拐角均为光滑过渡的圆弧结构。这样，宽度渐变的条状结构，既可以使得条状结构稳定连接于管状骨架10上，防止条状结构本身产生晃动，又可以保证条状结构的限位功能，从而可以保证弹性部可靠的耐久性。其中，条状结构的拐角处的圆弧结构，可以避免由于塑性变形引起的应力集中，提高条状结构的耐久性。

为减少阻尼轴芯20在扭转振动过程中，弹性部由于塑性变形所产生的应力集中问题，如图3和图4所示，弹性部11形成为沿径向方向延伸的柱状结构，该柱状结构的母线形成为内凹圆弧曲线。即，柱状结构的任何通过扭转减震器的径向截面的外轮廓均为圆弧曲线，换言之，弹性部11分别与阻尼轴芯20和管状骨架10为光滑过渡的圆弧连接。其中柱状结构的母线的中部可以为向内凹陷的曲线，在其他变形方式中，柱状结构的母线的中部也可以为直线。

为更好地提高扭转减震器在低频下减震的效果，如图6所示，阻尼轴芯20的相对两端分别设置有配重块15。另外，需要说明的是，本发明中的扭转减震器是通过弹性部的布局方式、形状，限位部、限位条以及配重块的设置，共同协同作用，使得弹性部的耐久性得到提高。

本发明还要求提供一种传动轴，该传动轴的轴管内套设有上文介绍的的扭转减震器。

本发明还要求提供一种车辆，该车辆使用本发明提供的传动轴。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种扭转减震器，包括用于安装到轴管内部的管状骨架(10)，设置在所述管状骨架(10)内部的阻尼轴芯(20)，其特征在于，所述扭转减震器还包括连接在所述管状骨架(10)和所述阻尼轴芯(20)之间的多个弹性部(11)，该多个弹性部(11)沿所述阻尼轴芯(20)的外表面间隔设置，且所述多个弹性部(11)的位于所述扭转减震器端部的轴向投影沿周向间隔布设。

2.根据权利要求1所述的扭转减震器，其特征在于，所述多个弹性部(11)均沿同一周向间隔布设，且所述扭转减震器还包括用于限制所述阻尼轴芯(20)的径向摆动幅度的限位部(12)，所述限位部(12)为连接在所述管状骨架(10)的内表面的弹性件，该弹性件朝向所述阻尼轴芯(20)凸出且与所述阻尼轴芯(20)之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的扭转减震器，其特征在于，所述限位部(12)具有多个，且每个所述限位部(12)设置在相邻的所述弹性部(11)之间。

4.根据权利要求3所述的扭转减震器，其特征在于，所述弹性部(11)至少位于所述管状骨架(10)内表面的两端。

5.根据权利要求4所述的扭转减震器，其特征在于，所述多个弹性部(11)沿轴向中心的圆周布置，且所述限位部(12)形成为条状结构，该条状结构从所述管状骨架(10)的一端沿轴向延伸至所述管状骨架(10)的另一端。

6.根据权利要求5所述的扭转减震器，其特征在于，所述限位部(12)还包括设置在每个所述条状结构的轴向一端上的限位条(13)，相邻的所述条状结构上的所述限位条(13)分别位于所述扭转减震器的不同一端，且所述限位条(13)朝向所述阻尼轴芯(20)凸出。

7.根据权利要求5所述的扭转减震器，其特征在于，所述条状结构的宽度朝向所述阻尼轴芯(20)逐渐缩小地延伸，且所述条状结构的拐角均为光滑过渡的圆弧结构。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的扭转减震器，其特征在于，所述弹性部(11)形成为沿径向方向延伸的柱状结构，该柱状结构的母线形成为内凹圆弧曲线。

9.一种传动轴，其特征在于，所述传动轴的轴管内套设有根据权利要求1至8中任一项所述的扭转减震器。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求9所述的传动轴。