CN108474442B - 减振器、阻尼机构和相关联的推进组件 - Google Patents

减振器、阻尼机构和相关联的推进组件 Download PDF

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Abstract

一种减震器(30)，包括：两个转动构件(26、32)，即摆动惯性飞轮(32)和待阻尼构件(26)，所述待阻尼构件由经过驱动构件和从动构件之间的扭矩路径的扭矩驱动，惯性飞轮仅通过所述待阻尼构件运动学地连接到所述驱动构件和从动构件之间的扭矩路径。在所述两个转动构件(26、32)之间的连接模块(34)，其允许所述两个转动构件(26、32)之间的在相对参考角位置的任一侧上的相对角行程θ。每个连接模块(34)包括：与所述两个转动构件中的第一转动构件相关联的滚轮(50)和通过弹性元件弹性地连接到所述两个转动构件中的第二转动构件(32)的凸轮路径(58)。

Description

减振器、阻尼机构和相关联的推进组件
技术领域
本发明涉及对内燃发动机的转动非周期性(acyclismes)的过滤，特别是用于机动车辆的应用，尤其涉及一种惯性缓冲器类型的减振器，其更具体地意于插置在内燃发动机与变速箱之间，并且例如可以集成到变矩器、或干式或摩擦式或湿式离合器机构。本发明还涉及一种包含这种减振器的推进组件和减振机构。
在本申请的上下文中，术语“缓冲器类型的减振器”表示这样的过滤机构，该过滤机构被设置成仅通过待阻尼构件连接到传动链或仅通过待阻尼构件被驱动旋转。在实践中，这种阻尼器可以包括“运动不规则”的一个或多个摆动质量块，其通过具有恒定或可变刚度的一个或多个弹性元件连接到待阻尼构件，所述一个或多个摆动质量块不意于被连接到除了待阻尼构件之外的其他元件。
背景技术
为了衰减内燃发动机曲轴的旋转不规则性，主要是在怠速和中间状态速度之间的速度时，例如约2500转/分，在文献FR2857073中已经提出将用于扭转振动或旋转速度波动的惯性飞轮衰减器直接联接到内燃发动机的曲轴，惯性飞轮衰减器包括第一惯性质量块和第二惯性质量块，该第一惯性质量块与曲轴旋转地联结，并包括起动器环和摩擦式离合器的反作用板，该第二惯性质量块借助于四个铰接连接模块相对于第一惯性质量块旋转地可动，每个铰接连接模块包括围绕平行于回转轴线的轴线相对于第一惯性质量块枢转的至少一个摆动臂、定位在摆动臂的自由端部处以在大致径向方向上可动的摆动质量块、以及将摆动臂的中间点连接到第二惯性质量块的连杆。通过离心作用，铰接模块通过施加与两个惯性质量块的相对旋转并且与连接到曲轴的惯性质量块的回转速度的平方基本上成正比的回复扭矩来抵抗惯性质量块的相对旋转。
该惯性飞轮的性能规律允许针对回转速度状态获得特别优化的过滤，其效果尽管在优化的状态附近的回转速度值范围内不是最佳的，但仍然是有益的。但是该机构的结构是复杂的，多个模块中的每一个需要经受离心力的三个销和多个可动部件。当回转速度超过中间状态速度时，必须提供对连接模块的锁闭，以防止枢轴以超出其机械强度极限的方式被促动。这种锁闭是通过插置在摆动质量块和第二惯性质量块之间的弹性体材料块获得的，并且当回转速度超过中间状态速度时弹性体材料块与第二惯性质量块接触。这些弹性体块会增大机构并可能过早老化。此外，当回转速度不足够时，这种机构在怠速过渡阶段中是嘈杂的
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺点，并且提出对用于在优化的状态附近的回转速度值范围上过滤内燃发动机的转动非周期性的器件的简化。
为此目的，根据本发明的第一方面，一种惯性缓冲器类型的减振器，包括：
两个转动构件，其被引导为围绕回转轴线旋转，这两个转动构件中的一个是围绕回转轴线摆动的惯性飞轮，并且这两个转动构件中的另一个是待阻尼构件，待阻尼构件布置成由经过驱动构件和从动构件之间的扭矩路径的扭矩驱动，惯性飞轮布置成仅通过待阻尼构件运动学地连接到驱动构件和从动构件之间的扭矩路径；和
在所述两个转动构件之间的一个或多个连接模块，其允许所述两个转动构件之间的围绕回转轴线在相对参考角位置的两侧上的相对角行程θ，
根据本发明，每个连接模块包括：
与所述两个转动构件中的第一转动构件相关联的滚轮，
凸轮路径，其通过弹性元件弹性地连接到所述两个转动构件中的第二转动构件，所述弹性元件能够变形以确保所述凸轮路径抵靠所述滚轮的弹性支承，从而允许所述滚轮在所述两个转动构件在参考位置的两侧上相对于彼此转动时在凸轮路径上滚动。
凸轮路径的实施允许通过修改该路径的轮廓来改变减振器的阻尼可行性。滚轮和凸轮路径之间的滚动连接的选择另外允许摩擦最小化。通过构造，弹性元件在所有操作状态下(因此也在休止状态下)都保持滚轮与凸轮路径之间的接触，这消除了现有技术状态的机构的突然噪音。
优选地，弹性元件被布置为使得弹性元件的刚度在减振器的旋转速度增加时增加。这允许扩大减振器在其中有效的频率范围。
根据特别有利的实施例，减振器包括构成弹性元件的弹性叶片并且包括：
固定部分，其固定到所述两个转动构件中的第二转动构件，和
柔性部分，其能够挠屈以确保所述凸轮路径抵靠所述滚轮的弹性支承，从而允许所述滚轮在所述两个转动构件在参考位置的两侧上相对于彼此转动时在凸轮路径上滚动。
因此，连接模块的结构特别简单并且使可动部件的数量最小化。叶片使用的轴向空间很小。有利地，凸轮路径布置在柔性部分上。优选地，柔性部分包括中间变形部分，其将固定部分连接到凸轮路径。中间变形部分允许吸收叶片的挠屈应力。
根据一个实施例，中间变形部分在垂直于回转轴线的平面中成形为U形。该构造允许利用围绕回转轴线的可用容积部，以便最大化(一个或多个)连接模块的径向移位的幅度。
根据另一个实施例，当所述两个转动构件相对于彼此转动时，柔性部分围绕回转轴线周向地弯曲，延伸直到自由端部，该自由端部布置成带有径向分量地移位。该构造允许实现具有大尺寸的柔性部分，其准许大的行程，并且这允许将转动构件的朝向参考位置的弹性复位作用和惯性作用结合，因为围绕回转轴线旋转的弹性叶片的自由端部倾向于在离心力的作用下径向向外偏离。
根据优选实施例，凸轮路径径向向外地面向并面向滚轮。弹性叶片将转动构件的朝向参考位置的弹性复位作用与惯性作用结合，因为围绕回转轴线旋转的弹性叶片在离心力的作用下变形。弹性叶片由布置在叶片的径向外侧的滚轮保持，旋转在连接模块处产生基本上与回转速度的平方和所述两个转动构件之间的角行程成比例的复位扭矩。
弹性叶片优选地布置成使得在零速度时，将相对参考角位置与自由端部分离的角孔径大于30°，优选地大于45°，例如大于60°。通过叶片的自由端部的相对远离于相对参考角位置的这种定位，放大了离心力对连接模块的刚度变化的作用。
更一般地，并且根据特别有利的实施例，弹性元件布置成当所述两个转动构件相对于彼此转动时允许具有径向分量的凸轮路径的移位。通过施加凸轮路径的径向移位，连接模块相对于回转轴线的惯性矩被修改，并且因此通过结合弹性复位作用与惯性作用，作为回转速度的函数的减振器的响应被修改。
根据优选实施例，所述滚轮是围绕旋转轴线枢转的、相对于第一转动构件固定的滚轮。
可以设置限制所述两个转动构件之间的角行程的止动件。
优选地，所述一个或多个连接模块包括至少两个连接模块，其优选地是相同的，并且优选地相对于回转轴线对称地布置。对称性允许转动质量块的平衡。可以设置数量多于两个的连接模块，例如以120°布置的三个连接模块或以90°布置的四个连接模块。
优选地，在相对参考位置中，滚轮支承抵靠相对于参考轴线径向正交的凸轮路径区域。在参考位置中，复位扭矩为零，因为在凸轮路径和滚轮之间传输的力是纯粹径向的。参考位置是机构的稳定的平衡位置，并且这对于所有旋转速度都是如此。
优选地，摆动惯性飞轮被引导为围绕形成在待阻尼构件上的毂旋转，特别是通过例如滑动轴承的轴承。
减振器意于连接到传动链，尤其是机动车辆的传动链，并且减振器布置成仅通过待阻尼元件连接到该传动链。换句话说，摆动惯性飞轮意于仅在其质量块和通过所述一个或多个连接模块实现的引导的作用下自由摆动，这在传动链的所有状态中都是如此。
优选地，待阻尼构件布置成被驱动扭矩驱动并且将驱动构件的驱动扭矩传递到从动构件，摆动惯性飞轮相对于由驱动扭矩经过的驱动构件和从动构件之间的路径设置偏移地设置。
在实践中，待阻尼构件设置有用于与驱动构件和/或从动构件机械连接的器件，摆动飞惯性轮不具有用于与驱动构件机械连接的器件和用于与从动构件机械连接的器件。机械连接可以通过用于旋转地和平移地固定的器件(例如用于固定杆通过的孔)或仅旋转地固定的器件(例如开槽的腔)和/或通过弹性器件(特别是通过将待阻尼构件连接到驱动构件和/或从动构件的弹簧)构成。优选地，当所述两个转动构件在参考位置的两侧上相对于彼此转动时，减振器不具有耗散能量的摩擦阻尼器件。事实上，减振器并非旨在具有耗散能量的阻尼器功能。
根据一个实施例，所述一个或多个连接模块使得当待阻尼构件以回转速度ω转动时，所述一个或多个连接模块在所述两个转动构件之间一起产生朝向参考位置的合成复位扭矩ΓR，其为所述两个转动构件之间的角行程θ与回转速度ω的函数，并且使得：
Figure GDA0002682495380000051
其中，当回转速度ω在小于1000tr/min的预定最小值ωmin与大于1500tr/min的预定最大值ωmax之间的速度范围内变化时，C是给定的正常数。
通过以合理选择的比例如此结合弹性复位作用和惯性复位作用，获得基本上与回转速度的平方和所述两个转动构件之间的角行程成比例的回复扭矩，这相当于所述一个或多个连接模块在所述两个转动构件之间产生与回转速度的平方基本上成比例的表观刚度。实际上可以将减振器的表观刚度K定义为等于合成扭矩ΓR与对应的角行程θ的商，该刚度K为：
Figure GDA0002682495380000052
优选地，所述一个或多个连接模块以这样的方式成形，使得朝向参考位置的合成复位扭矩ΓR对于小于1000tr/min的至少一个预定回转速度ω0和至少一个等于1、2、3、4或6的整数N，并且以I表示摆动惯性飞轮围绕回转轴线的惯性矩，则观察到：
Figure GDA0002682495380000053
优选地：
Figure GDA0002682495380000054
众所周知，发动机的转动非周期性的主谐波取决于发动机的类型，特别是汽缸的数量。因此，对于四冲程发动机，并且因此对于曲轴的每两转每个汽缸一次燃烧的发动机，转动非周期性的主频率FM通常对应于汽缸的燃烧频率，即对于N汽缸发动机和给定的曲轴的回转速度ω：
Figure GDA0002682495380000055
通过将减振器的摆动共振频率调谐到发动机的转动非周期性主频率FM(ω)，对于一范围的回转速度，允许减振器相对于转动非周期性反相地跳动，导致振动水平的显着衰减。因此，连接到曲轴的转动构件由至少部分地相互抵偿的反相的对抗扭矩促动，反相的对抗扭矩即一方面是来自曲轴的非周期性输入扭矩，另一方面是由连接模块传递的摆动扭矩。
为了获得减振器的摆动共振频率和非周期性主频率之间的期望的一致性，利用根据本发明的滚动式连接模块提供的使得将所述两个转动构件之间的角行程与传递的扭矩联系的规律随着凸轮路径变化的可行性。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种阻尼机构，该阻尼机构包括：输入构件和输出构件，其由运动学扭矩传递链连接；以及如前所述的减振器，待阻尼构件由输入构件、输出构件、或输入构件与输出构件之间的运动学传动链的元件构成，摆动飞轮相对于运动学扭矩传递链偏移地设置。特别地，本发明的这个方面涉及一种阻尼机构，该阻尼机构包括：输入构件和输出构件，其由运动学扭矩传递链连接；以及如前所述的减振器，待阻尼构件由输入构件、输出构件、或输入构件与输出构件之间的运动学传动链的元件构成，摆动飞轮相对于运动学扭矩传递链偏移地设置。
优选地，摆动惯性飞轮通过轴承被引导为围绕形成在待阻尼构件上的毂旋转，该轴承相对于确保次级飞轮相对于初级飞轮的旋转引导的轴承轴向重叠。因此，阻尼机构的结构被优化，使得阻尼机构的轴向尺寸减小。为此，次级惯性飞轮有利地包括毂，其内直径围绕确保次级飞轮相对于初级飞轮的旋转引导的轴承安装，并且其外直径支撑摆动惯性飞轮的轴承。
根据本发明的另一方面，其涉及一种推进组件，该推进组件包括：围绕回转轴线转动的驱动构件，通过扭矩路径连接到驱动构件的从动构件，以及如上所述的减振器，待阻尼构件位于扭矩路径上并且摆动惯性飞轮相对于扭矩路径偏移。
特别地，本发明涉及一种推进组件，其包括内燃发动机，该内燃发动机包括围绕回转轴线转动的曲轴和如上所述的减振器，待阻尼构件由曲轴驱动。
以特别有利的方式，内燃发动机具有四个冲程和N个汽缸，所述一个或多个连接模块被成形为在所述两个转动构件之间一起产生朝向参考位置的合成复位扭矩ΓR，其为所述两个转动构件之间的角行程θ与回转速度ω的函数，，并且使得对于至少一个小于1000tr/min的预定回转速度ω0和至少一个等于1、2、3、4、5、6、7或8的整数N，观察到：
Figure GDA0002682495380000071
这样定义的机构因此特别适用于频率ω0/2N的过滤，其通常对应于以速度ω0转动的四冲程N汽缸发动机的转达非周期性频率。优选地：
Figure GDA0002682495380000072
优选地，推进组件还包括变速箱，并且待阻尼构件串联布置在曲轴和变速箱之间，摆动惯性飞轮仅运动学地连接待带阻尼构件。
根据一个特别有利的实施例，待阻尼构件是双飞轮阻尼器或长行程阻尼器的次级飞轮、或长行程阻尼器的相位垫圈。
根据一个实施例，惯性飞轮包括环形板件和在该环形板件的径向外侧固定的惯性环。
根据一个实施例，惯性飞轮的环形板件和弹性叶片形成为单个部件。
根据一个实施例，每个叶片借助于在环形板件中制成的切口形成。每个切口允许获得每个柔性部分的外轮廓，每个叶片通过基座连接到环形板件。
根据一个实施例，每个基座被压接，使得每个叶片相对于惯性飞轮的环形板件轴向偏离。
根据另一个实施例，叶片能够在与其中设置环形板件的平面相同的平面中挠屈。布置在每个叶片的柔性部分的径向外侧的凹口允许滚轮在每个叶片的凸轮路径上的移位。类似地，布置在每个叶片的柔性部分的径向内侧的另一凹口允许当凸轮滚轮在凸轮路径上移位时叶片沿轴线方向的径向行程。
本发明还涉及一种包括如上所述的减振器的变矩器。
本发明还涉及一种包括惯性缓冲器类型的减振器的变矩器，该减振器包括：
-两个转动构件，其被引导为围绕回转轴线旋转，这两个转动构件中的一个是围绕回转轴线摆动的惯性飞轮，并且这两个转动构件中的另一个是待阻尼构件，待阻尼构件布置成由经过驱动构件和从动构件之间的扭矩路径的扭矩驱动，惯性飞轮布置成仅通过待阻尼构件运动学地连接到驱动构件和从动构件之间的扭矩路径；和
-在所述两个转动构件之间的一个或多个连接模块，其允许所述两个转动构件之间的围绕回转轴线在相对参考角位置的两侧上的相对角行程θ，
每个连接模块包括：
-与所述两个转动构件中的第一转动构件相关联的凸轮从动件，
-凸轮路径，其通过弹性元件弹性地连接到所述两个转动构件中的第二转动构件，所述弹性元件能够变形以确保所述凸轮路径抵靠所述凸轮从动件的弹性支承，从而允许所述凸轮从动件在所述两个转动构件在参考位置的两侧上相对于彼此转动时在凸轮路径上移位。
根据一个实施例，变矩器包括布置在输入构件与输出构件之间的弹簧，待阻尼构件是输入构件。
根据另一个实施例，变矩器包括布置在输入构件与输出构件之间的弹簧，待阻尼构件是输出构件。
根据一个实施例，凸轮从动件是安装成旋转可动的以在凸轮路径上滚动的滚轮。在一个变型中，凸轮从动件是布置在凸轮路径和第一转动构件之间的滚轮，以当所述两个转动构件相对于彼此转动时同时在凸轮路径和第一转动构件上滚动。
根据一个实施例，凸轮从动件由形成在第一转动构件上的凸台形成，凸台布置成在凸轮路径上移位。
根据一个实施例，待阻尼构件包括由板件制成的支撑元件，滚轮安装在该支撑元件上，叶片安装在惯性飞轮上。
根据另一个实施例，待阻尼构件包括由板制成的支撑元件，叶片安装在该支撑元件上，滚轮安装在惯性飞轮上。
根据一个实施例，减振器包括围绕回转轴线的圆形定中心区域，其确保惯性飞轮在支撑板件上的定中心。
根据一个实施例，支撑板件的径向外边缘被折叠以形成与惯性飞轮协作的表面。
根据一个实施例，支撑板件的径向外边缘形成挡板，该挡板一方面形成柱形摩擦表面并且另一方面形成轴向保持元件。
实际上，推进组件可以进一步包括变速箱。摆动构件则有利地相对于连接曲轴和变速箱的传递链偏移地布置。换句话说，构成待阻尼构件的转动构件布置成由驱动扭矩驱动并且将驱动构件的驱动扭矩传递到从动构件。构成摆动惯性飞轮的另一转动构件相对于驱动扭矩所经过的路径偏移地布置。
附图说明
参考附图，本发明的其它特征和优点将在阅读下面的描述时显现，附图示出：
图1是根据本发明的一个实施例的推进组件的示意图，其包括集成有减振器的双惯性飞轮；
图2是图1的推进组件的双惯性飞轮的一部分的透视图；
图3是图2的双惯性飞轮的剖视图；
图4是图2的双惯性飞轮的一部分的前视图；
图5是根据本发明另一实施例的推进组件的示意图；
图6是根据本发明另一实施例的推进组件的示意图；
图7是根据本发明另一实施例的推进组件的示意图；
图8是根据本发明另一实施例的减振器的透视图；
图9是图8的减振器的内部部分的透视图；
图10是图8的减振器的剖视图；
图11至13示出了另一个实施例；
图14至16示出了另一个实施例；
图17至19示出了另一个实施例；
图20至21示出了另一个实施例。
为了清楚起见，在所有附图中相同或相似的元件由相同的附图标记标识。
具体实施方式
在图1中示出了包括内燃发动机12的机动车辆的推进组件10，内燃发动机12的曲轴14驱动运动学传递链16，该运动学传递链16包括位于变速箱的输入轴20上游的干式离合器18。在运动学传递链16中在曲轴14和摩擦式离合器18之间运动学地设置有阻尼机构22，该阻尼机构22构成双飞轮阻尼器22，并且包括输入构件和输出构件，该输入构件由与曲轴14联结的初级飞轮24构成，该输出构件由与离合器18的反作用板联结或与其一体的次级飞轮26构成。弹性构件28插置于输入构件和输出构件之间，以在初级飞轮24和次级飞轮26之间的角定位波动期间工作。根据本发明的减振器30包括相对于将曲轴14连接到变速箱的运动学链偏移地设置的摆动惯性飞轮32和将摆动惯性飞轮32连接到次级飞轮26的连接模块34，该减振器30允许衰减次级飞轮26的低速振动。曲轴14、阻尼机构22、离合器18和变速箱的输入轴20围绕相同的回转轴线100转动。
双飞轮阻尼器22和减振器30的结构在图2至图4中详细示出。初级飞轮24由相互固定的板36和盖38构成，在板36和盖38之间设置有构成弹性构件28的螺旋弹簧和次级飞轮26的腹板40。次级飞轮26还包括通过铆钉44固定到腹板40的实心板42，该实心板42也形成摩擦式离合器18的反作用板。滚动轴承46确保次级飞轮26相对于初级飞轮24的旋转引导。
在盖38和板42之间布置有摆动惯性飞轮32，该摆动惯性飞轮32通过滑动轴承48被引导为相对于次级飞轮26旋转。
次级飞轮26包括毂，滚动轴承46套箍在该毂内部，并且滑动轴承48套箍在该毂外部。
有利的是，摆动惯性飞轮32包括由冲压板件制成的盘，以便在其中心部分上形成平行于回转轴线并且由轴承48支撑的柱形部分。环形质量块可以固定在该盘的外直径上以增加惯性。
将摆动惯性飞轮32连接到次级飞轮26的连接模块34数量为两个，并且每个连接模块包括：滚轮50，该滚轮50被安装成围绕杆51旋转可动以相对于次级飞轮26围绕与回转轴线100平行且与该回转轴线100间隔一距离的旋转轴线200转动；以及弹性叶片52，该弹性叶片52包括通过铆钉55固定到摆动惯性飞轮32的端部部分54。诸如滚珠或滚针轴承可以放置在杆51和滚轮50之间以有利于滚动。弹性叶片还包括：柔性部分，该柔性部分包括引导部分或凸轮56，其形成位于滚轮50的径向内部、也就是说在滚轮50和回转轴线100之间的凸轮路径58，该凸轮路径58支承在滚轮50上；和中间弹性变形部分59。止动件(图中不可见)限制摆动惯性飞轮32和次级飞轮26之间的在相对参考位置的任一侧上的可行的角行程，其中滚轮50与被称为参考区域或平衡区域的凸轮路径58区域接触，该区域相对于回转轴线100径向正交，也就是说在垂直于回转轴线100和旋转轴线200的平面中，与通过回转轴线100和旋转轴线200的径向轴线的垂线相切。因此，参考位置对应于在次级飞轮26和摆动惯性飞轮之间传递的零转矩，这与旋转速度无关，因为在滚轮50和凸轮路径58之间的接触力在参考位置中是纯粹径向的。
在参考位置的任一侧上的凸轮路径58的曲率使得凸轮路径58与滚轮50的接触点处的法线具有朝向参考位置取向的径向正交分量，其在相对于参考位置的角行程θ增加时而增加。通过在凸轮路径58上在参考位置的任一侧上滚动，滚轮50使弹性叶片52在中间变形部分59处挠屈。这因此确保滚轮50和凸轮路径58之间的接触分别在摆动惯性飞轮32上和在次级飞轮26上产生围绕回转轴线100相反的两个扭矩，其倾向使得摆动惯性飞轮32和次级飞轮26朝向参考位置复位。
将在下文中考虑通过滚轮50和凸轮路径58之间的相互作用传递到次级飞轮26的朝向参考位置的复位扭矩，该次级飞轮26在此构成待阻尼构件。弹性叶片52具有挠屈刚度，从而即使在休止时复位扭矩也具有朝向相对参考位置复位的弹性分量Γ1，其为两个转动构件26、32之间的角行程θ的函数。作为第一近似，通过忽略作为回转速度的函数的弹性叶片52的变形，可以认为该弹性分量Γ1相对独立于回转速度，并且如果需要可以在休止时被估计。
此外，弹性叶片52具有惯性，当弹性叶片52以回转速度ω转动时，该惯性在滚轮50上产生离心作用，以使得复位扭矩具有朝向参考位置的惯性复位分量Γ2，为为两个转动构件26、32之间的角行程θ和回转速度ω的函数。
这里分开地描述的并且针对每个连接模块34的两个分量Γ1和Γ2相加以总体上产生施加在次级飞轮26上的合成扭矩ΓR，其可以通过使次级飞轮26和摆动惯性飞轮32以给定的回转速度ω转动并通过测量保持给定角行程θ所需的扭矩而在测试台上测量。
为了使减振器30的性能接近具有良好近似度的摆件的性能，选择弹性叶片52的刚度和凸轮路径58的斜率，使得合成扭矩ΓR以良好的近似度与在小于1000tr/min的预定最小值ωmin和大于1500tr/min预定最大值ωmax之间的速度范围内的给定回转速度ω时的角行程θ成比例，并与针对在可行的角行程范围内给定的角行程θ的回转速度ω的平方成比例。在这种情况下，确保存在正常数C，使得在ωmin和ωmax之间的速度范围内：
Figure GDA0002682495380000121
因此可以将减振器30的表观刚度K定义为等于合成扭矩ΓR与对应的角行程θ的商，该刚度K大致与回转速度ω的平方成比例，且使得：
Figure GDA0002682495380000122
对于在ωmin和ωmax之间的速度范围内的任何给定回转速度ω，减振器30表现为具有作为表观刚度K和摆动关系飞轮32的惯性I的函数的摆动共振频率FV的摆件。在第一近似度处，该刚度K通过以下简单等式与摆动共振频率FV和摆动惯性飞轮32的惯性矩相关：
Figure GDA0002682495380000123
过滤机构必须根据力求被衰减的扭矩波动进行调谐。众所周知，发动机的转动非周期性的主频率取决于发动机12的类型，特别是汽缸的数量。因此，对于四冲程发动机12，并且因此对于曲轴14的每两转每个汽缸燃烧一次的发动机，转动非周期性的主频率FM通常对应于汽缸的燃烧频率，即对于N汽缸发动机和给定的曲轴14的回转速度ω：
Figure GDA0002682495380000124
通过将减振器30的摆动共振频率调谐到发动机12的转动非周期性主频率FM(ω)，对于一范围的回转速度，允许减振器30相对于转动非周期性反相地跳动，导致振动水平的显着衰减。因此，连接到曲轴14的转动构件26由至少部分地相互抵偿的反相的对抗扭矩促动，反相的对抗扭矩即一方面为来自曲轴14的非周期性输入扭矩，另一方面为由连接模块34传递的摆动扭矩。为了获得减振器30的摆动共振频率和转动非周期性主频率之间的期望的一致性，利用根据本发明的连接模块34提供的使得将所述两个转动构件26、32之间的角行程θ与传递的扭矩相关联的规律随着凸轮路径的轮廓而变化的可行性。
在这种情况下，对于在ωmin和ωmax之间的回转速度范围内的值ω0，确保发动机的非周期性主频率与减振器30的摆动共振频率Fv一致，这表现为：
Figure GDA0002682495380000131
对于ωmin和ωmax之间的整个回转速度范围，减振器30不能获得这种完美的相等性，并且观察到的离散度随着远离一致值ω0而增加。在这个意义上，减振器30比摆动摆件效率低。然而，振动衰减性能仍然非常有利，并且以特别简单的方式获得。
根据本发明的减振器30可以布置在推进组件10中的不同位置处，如例如图5至图7所示。
图5示意性示出根据本发明的减振器30，该减振器偏移地安装在双飞轮阻尼器22的初级飞轮24上。
在图6中，示出了自主减振器30，其直接安装在内燃发动机12的曲轴14上，如有需要安装在曲轴14的与离合器18相反的端部处。
图7示意性地示出了推进组件10，其包括内燃发动机12和运动学传递链16，该运动学传递链16包括位于内燃发动机12的曲轴14和变速箱的输入轴20之间的变矩器60。该变矩器60以已知的方式包括液力变换器62和锁定离合器64，该液力变换器62和该锁定离合器64并列布置在曲轴14和阻尼机构22的输入构件24之间，该阻尼机构22的输出构件27与变速箱的输入轴20联结。在输入构件24和输出构件27之间串联地插置有中间定相构件26，其通过第一弹性构件28连接到输入构件24并通过第二弹性构件29连接到输出构件27。该中间构件另外通过形成摆动机构的连接模块34连接到摆动惯性飞轮32。
图8至图10示出了根据本发明另一实施例的减振器30，其适配为例如如图6中所设想的自主安装件，或适配为双飞轮阻尼器22和摩擦式离合器18之间的安装件。该机构包括围绕回转轴线100的第一转动构件26，围绕回转轴线100的第二转动构件32，用于第一转动构件26和第二转动构件32之间的引导的滚动轴承48，允许两个转动构件26、32之间的相对角行程的两个连接模块34，以及限制该相对角行程的止动件66。
类似于第一实施例，每个连接模块34包括在形成于弹性叶片52上的凸轮路径58上滚动的滚轮50。滚轮50在此安装在第一转动构件26上，以便能够围绕平行于回转轴线100并且与回转轴线100相距一距离的旋转轴线200自由地转动，旋转轴线200通过杆51和插置于杆51和滚轮50之间的滑动或滚动轴承70体现。弹性叶片52在其自身上具有U形弯曲形状，其一个分支构成固定到第二转动构件32的端部部分54并且其另一个分支形成凸轮路径58，这两个分支54、58由自身弯曲的可变形弯曲部分59连接。第二转动构件32在呈两个部件72、74，弹性叶片52布置在这两个部件72、74之间，这两个部件72、74通过穿过弹性叶片52的铆钉55彼此固定。第一转动构件26本身由飞轮76形成，在飞轮76上焊接有套筒78，引导轴承48套箍在套筒78上和第二转动构件32的部件74的管状部分中。止动件66由两个转动构件26、32的表面构成，所述表面在达到这两个转动构件26、32之间的相对角行程的极限时接触。这些止动件一方面通过围绕轴线100转动的第二转动构件32的部件中的一个的轴向延伸部形成，另一方面通过第一转动构件26的窗口的凸边形成。
在图11至13中示出了根据本发明另一实施例的减振器30。这涉及双飞轮阻尼器的结构。待阻尼构件是双飞轮阻尼器的次级惯性飞轮42。次级惯性飞轮承载两个滚轮50。减振器包括每个设置有凸轮路径58的两个柔性叶片52a和52b、以及柔性部分59，该柔性部分59能够挠屈以确保凸轮路径58抵靠对应的滚轮50的弹性支承。
该实施例不同于图2至4所示的实施例之处在于将叶片52a和52b固定在惯性飞轮32上的固定方式。
根据该实施例，惯性飞轮包括环形板件83和在该环形板件的径向外侧固定的惯性环65。环形板件83设置在垂直于回转轴线100的平面中。这里，叶片52a和52b以及环形板件形成为单个部件。
实际上，柔性叶片的柔性部分借助于在环形板件中制成的切口形成。该切口允许获得叶片52a和52b的柔性部分58的外轮廓。叶片通过基座85连接到环形板件。
在此，每个基座85被冲压，使得每个叶片52a和52b相对于惯性飞轮32的环形板件83轴向偏离。因此，由于基座85的冲压，每个叶片52a、52b能够在平行于其中布置有环形板件83的平面的平面中挠屈。因此，为了形成叶片的柔性部分而制成的切口整体上可以遵循期望赋予叶片的形状。也可以在叶片52a和52b的柔性部分和基座之间的接合区域周围在环形板件中执行材料的去除(也通过切口实现)，以有利于冲压。
在径向内侧，板件83也被冲压以形成安装裙部87。布置在该安装裙部87与次级惯性飞轮42的毂之间的轴承48确保惯性飞轮32相对于次级惯性飞轮42的旋转安装。
因此，通过该实施例，叶片的制造被简化并且不再需要使用组装器件。
在图14至16中示出了根据本发明另一实施例的减振器30。这涉及双飞轮阻尼器的结构。待阻尼构件是双飞轮阻尼器的次级惯性飞轮42。次级飞轮承载两个凸轮从动件，诸如滚轮50。减振器包括每个设置有凸轮路径58的两个柔性叶片52a和52b、以及柔性部分59，该柔性部分59能够挠屈以确保凸轮路径58抵靠对应的滚轮50的弹性支承。
该实施例不同于图11至13所示的实施例之处在于将叶片52a和52b固定在惯性飞轮32上的固定方式。
这里，叶片52a和52b以及环形板件83仍形成为单个部件。然而，叶片能够在与其中设置环形板件83的平面相同的平面中挠屈。
因此，在每个叶片的柔性部分的径向外侧需要凹口88a，以便允许滚轮在每个叶片52a、52b的凸轮路径58上的移位。
类似地，在每个叶片的柔性部分的径向内侧需要另一凹口88b，以便允许当滚轮50在凸轮路径58上移位时叶片沿轴线100方向的径向行程。
图17示意性地示出了推进组件10，其包括内燃发动机12和运动学传递链16，该运动学传递链16包括位于内燃发动机12的曲轴14和变速箱的输入轴20之间的变矩器60。该变矩器60以已知的方式包括液力变换器62和锁定离合器64，该液力变换器62和该锁定离合器64并列布置在曲轴14和阻尼机构22的输入构件24之间，该阻尼机构22的输出构件27与变速箱的输入轴20联结。在输入构件24和输出构件27之间串联地插置有中间定相构件26，其通过第一弹性构件28连接到输入构件24并通过第二弹性构件29连接到输出构件27。
因此该减振器在此集成到变矩器60。在此，输入构件24通过一起形成摆动机构的连接模块34连接到摆动惯性飞轮32。
图18和19示出了该实施例的第一变型，其中输入构件24承载每个设置有凸轮路径58的两个柔性叶片。两个滚轮50旋转地安装在惯性飞轮32上。这些滚轮可以通过滑动或滚动轴承安装为围绕固定在摆动惯性飞轮32上的杆旋转可动。
输入构件24一方面由轴向地布置在弹簧28和29的任一侧上的引导垫圈24a和24b构成。
输入构件24另一方面由形成为板件的支撑元件24c构成。该支撑板件24c承载连接模块34。模块的弹性叶片52a和52b安装在支撑板件24c上。
另外，输入构件24由涡轮轮机毂24d构成。涡轮机毂24d和第一引导垫圈24a尤其借助于可沿轴线Z安装的诸如铆钉的安装构件彼此固定。
另一方面，支撑板件24c固定在第二引导垫圈24b上。支撑板件24c也固定到锁定离合器64的连接部件64a。在该变型中，支撑板件24c夹在锁定离合器64的连接部件64a和第二引导垫圈24b之间。锁定离合器64的连接部件64a、第二引导垫圈24b和板件支撑元件24c利用诸如铆钉的固定器件组装在一起。
减振器包括围绕回转轴线100的圆形定中心区域F，其确保惯性飞轮32在支撑板件24c上的定中心。为此，支撑板件24c的径向外边缘94被折叠以形成与惯性飞轮32协作的表面。支撑板件24c的径向外边缘形成挡板94，该挡板94一方面形成柱形摩擦表面并且另一方面形成轴向保持元件。
引导垫圈24a和24b借助于轴向延伸的连接片彼此旋转地联结。
在输出端处，支承抵靠弹簧29的输出腹板27a固定到能够驱动变速箱输入轴的输出毂27b。
有利地，惯性飞轮具有锅(pot)的形状，并且弹簧和引导垫圈布置在该锅内。
在该实施例的第二变型(未示出)中，叶片可以固定在惯性飞轮上并且滚轮可以旋转可动地安装在支撑元件上。
在图20和21所示的另一个实施例中，减振器集成到变矩器的输出构件。输出构件27通过一起形成摆动机构的连接模块34连接到摆动惯性飞轮32。
图20和21示出了该实施例的第一变型，其中输出构件27承载诸如滚轮50的两个凸轮从动件。每个设置有凸轮路径58的两个柔性叶片52a和52b安装在惯性飞轮32上。
输出构件27一方面由支承抵靠弹簧29的输出腹板27a和由输出毂27b构成。弹簧周向地插置在输出腹板27a和由引导垫圈形成的输入构件24之间。
输出构件另一方面由形成为板件的支撑元件27c构成。该支撑板件27c承载连接模块34。模块的滚轮50旋转可动地安装在该支撑板件27c上。
支撑板件27c因此安装为与输出腹板27a和与输出毂27b旋转地联结。支撑板件27c也安装为与涡轮机T旋转地联结。在该变型中，支撑板件27c夹在一方面的涡轮机T和输出毂27b中的一个与另一方面的输出腹板27a之间。在所示的变型中，支撑板件27c夹在涡轮机T和输出毂27b之间，涡轮机T夹在支撑板件27c和输出毂之间。涡轮机T、输出腹板27a、输出毂27b和支撑板件27c借助于诸如铆钉的共用固定器件铆接在一起。
减振器包括围绕回转轴线100的圆形定中心区域F，其确保惯性飞轮32在支撑板件24c上的定中心。为此，支撑板件24c的径向外边缘94被折叠以形成与惯性飞轮32协作的表面。支撑板件24c的径向外边缘94形成挡板94，该挡板94一方面形成柱形摩擦表面并且另一方面形成轴向保持元件。
在该实施例的未示出的第二变型中，滚轮可以固定在惯性飞轮上并且叶片可以安装在支撑元件上。
在变矩器的情况下，凸轮从动件也可以制成凸台的形式，其能够沿着凸轮路径移位。
当然，附图中所示和上面讨论的示例仅用于说明而非限制性的。明确规定，所示出的不同实施例可以彼此组合以提出其他实施例。凸轮路径58和滚轮50可以是光滑的或带有齿的，以确保小齿轮和齿条式啮合。滚轮50可以是自由的并在形成在连接到转动构件26、32中的一个的弹性叶片52上的凸轮路径58上和在形成在另一个转动构件上的另一凸轮路径58上滚动，这两个凸轮路径彼此面对，形成在弹性叶片52上的凸轮路径58设置在另一个凸轮路径58的径向内侧。
类似地，可以施用叶片的其他形状和几何形状以实现本发明。

Claims (20)

1.一种减振器(30)，其为惯性缓冲器类型的，包括：
两个转动构件，其被引导为围绕回转轴线(100)旋转，这两个转动构件中的一个是围绕回转轴线(100)摆动的惯性飞轮(32)，并且这两个转动构件中的另一个是待阻尼构件，所述待阻尼构件布置成由经过驱动构件和从动构件之间的扭矩路径的扭矩驱动，所述惯性飞轮布置成仅通过所述待阻尼构件运动学地连接到所述驱动构件和所述从动构件之间的扭矩路径；和
在所述两个转动构件之间的一个或多个连接模块(34)，其允许所述两个转动构件之间的围绕所述回转轴线(100)在相对参考角位置的任一侧上的相对角行程θ，
其特征在于，每个连接模块(34)包括：
滚轮(50)，其与所述两个转动构件中的第一转动构件相关联，
凸轮路径(58)，其通过弹性元件弹性地连接到所述两个转动构件中的第二转动构件，所述弹性元件能够变形以确保所述凸轮路径(58)抵靠所述滚轮(50)的弹性支承，从而允许所述滚轮(50)在所述两个转动构件在参考角位置的任一侧上相对于彼此转动时在所述凸轮路径(58)上滚动。
2.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述弹性元件被布置为使得所述弹性元件的刚度在所述减振器的旋转速度增加时增加。
3.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述减振器包括弹性叶片(52)，所述弹性叶片构成所述弹性元件并且包括：
固定部分(54)，其固定到所述两个转动构件中的第二转动构件，和
柔性部分(59)，其能够挠屈以确保所述凸轮路径(58)抵靠所述滚轮(50)的弹性支承，从而允许所述滚轮(50)在所述两个转动构件在相对参考角位置的任一侧上相对于彼此转动时在所述凸轮路径(58)上滚动。
4.根据权利要求3所述的减振器(30)，其特征在于，所述柔性部分(59)包括中间变形部分，所述中间变形部分将所述固定部分(54)连接到所述凸轮路径(58)。
5.根据权利要求4所述的减振器(30)，其特征在于，所述中间变形部分成形为在垂直于所述回转轴线(100)的平面中为U形。
6.根据权利要求4所述的减振器(30)，其特征在于，所述柔性部分(59)围绕回转轴线(100)周向地弯曲，以延伸直到自由端部，所述自由端部布置成当所述两个转动构件相对于彼此转动时带有一径向分量地移位。
7.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述凸轮路径(58)径向向外地面向并面向所述滚轮(50)。
8.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述弹性元件布置成当所述两个转动构件相对于彼此转动时允许所述凸轮路径(58)的具有径向分量的移位。
9.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述滚轮(50)是相对于所述第一转动构件固定的、围绕旋转轴线(200)枢转的滚轮。
10.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，止动件(66)限制所述两个转动构件之间的角行程。
11.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述一个或多个连接模块(34)包括至少两个连接模块(34)。
12.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，在相对参考角位置中，所述滚轮(50)支承抵靠所述凸轮路径(58)的相对于回转轴线(100)径向正交的区域。
13.根据权利要求1所述的减振器(30)，其特征在于，所述一个或多个连接模块使得当所述待阻尼构件以回转速度ω转动时，所述一个或多个连接模块在所述两个转动构件之间一起产生朝向相对参考角位置的合成复位扭矩ΓR，合成复位扭矩ΓR为所述两个转动构件之间的角行程θ与回转速度ω的函数，并且使得：
Figure FDA0002682495370000021
其中，当回转速度ω在小于1000tr/min的预定最小值ωmin和大于1500tr/min的预定最大值ωmax之间的速度范围内变化时，C是给定的正常数。
14.根据权利要求3至6中任一项所述的减振器(30)，其特征在于，所述惯性飞轮(32)包括环形板件(83)和惯性环(65)，所述惯性环固定在该环形板件(83)的径向外部，所述惯性飞轮的所述环形板件(83)和所述弹性叶片形成为单个部件。
15.根据权利要求11所述的减振器(30)，其特征在于，所述至少两个连接模块是相同的，并且相对于回转轴线(100)对称地布置。
16.一种阻尼机构(22)，包括由运动学扭矩传递链连接的输入构件和输出构件，其特征在于，所述阻尼机构包括根据前述权利要求中任一项所述的减振器(30)，所述待阻尼构件由所述输入构件、所述输出构件、或所述输入构件与所述输出构件之间的运动学传动链的元件构成，所述摆动的惯性飞轮相对于所述运动学扭矩传递链偏移地布置。
17.根据权利要求16所述的阻尼机构，其特征在于，所述输入构件是双飞轮阻尼器的初级惯性飞轮(24)，且所述输出构件是双飞轮阻尼器的次级惯性飞轮，轴承(46)确保次级惯性飞轮相对于初级惯性飞轮(24)的旋转引导。
18.一种变矩器，包括根据权利要求1至15中任一项所述的减振器。
19.根据权利要求18所述的变矩器，其中，所述变矩器包括布置在输入构件(24)与输出构件(27)之间的弹簧，待阻尼构件是所述输入构件(24)。
20.根据权利要求18所述的变矩器，其中，所述变矩器包括布置在输入构件(24)与输出构件(27)之间的弹簧，待阻尼构件是所述输出构件(27)。
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