CN109236949A - 一种组合式飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合式飞轮，包括飞轮座、配重盘、曲轴连接盘、压紧螺栓、定位销，所述飞轮座为一环形内腔结构，座外圆周方向设有360°刻度和均布缺齿槽，所述配重盘为一环形圆盘结构，所述曲轴连接盘中间设有与曲轴连接的接口，本案提供两种曲轴接口：一为法兰盘形式，另一种为锥面结构形式。所述压紧螺栓和定位销用来进行连接件的紧固与定位，其螺纹规格和接口与相配套零件一致。本发明可实现单缸机试验平台设计中，不同工况对飞轮旋转惯量的需求，通过更换曲轴连接盘满足不同曲轴接口需求，通过更换配重盘实现不同设计中旋转惯量的需求，无需再重新加工飞轮，减少了试验工作中时间与经济成本的损耗。

Description

一种组合式飞轮

技术领域

本发明属于发动机试验技术领域，尤其是涉及不同发动机设计参数中飞轮转动惯量的调整技术。

背景技术

任何往复式内燃机，其输出扭矩即使在稳定工况下也是不断周期变化的，可发动机所带动的从动装置的有效阻力矩一般是定值，其与发动机的平均扭矩相平衡。因此，当曲拐在某一个位置时，发动机所输出的扭矩就有可能大于或者小于其所带动的阻力矩，由此造成发动机曲轴产生忽快忽慢的现象，其称之为曲轴回转不均匀性。

曲轴转速的波动会造成发动机转速随之波动，而转速波动会给发动机带来一系列不良后果，降低零部件可靠性和产生噪音等问题，同时也带来测试仪器工作的不稳定性，为此我们需要飞轮机构来增加发动机的转动惯量，当输出扭矩大于阻力矩时，飞轮就将多余的功进行吸收使转速略增，当输出扭矩小于阻力矩时，飞轮将其储存的能量放出，使转速波动减小，特别对于单缸试验机，其只有一个工作气缸，因此飞轮对于单缸机的转速稳定性至关重要。

不同发动机设计参数对飞轮的转动惯量要求不同，且单缸机要求的转动惯量数值较大，这就使得其飞轮质量和体积比较大、加工难度高，因此如何做到将飞轮设计成拼装件，通过更换不同的模块单元实现对不同曲轴接口和转动惯量的兼容，就变得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种组合式飞轮，以解决发动机尤其单缸机在设计参数不同时，对曲轴接口和不同转动惯量的兼容，进而降低发动机的加工成本与时间成本消耗，提升单缸机性能试验的效率与进度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种组合式飞轮，包括：飞轮座，为一环形内腔结构，其轮座外圆周方向设有360°刻度和均布缺齿槽；配重盘，为一环形圆盘结构，与飞轮座通过定位销进行定位，通过螺栓进行紧固；曲轴连接盘，中间设有与曲轴连接的曲轴接口，曲轴接口为法兰盘结构形式或者为锥面结构形式，与飞轮座通过定位销进行定位，通过螺栓进行紧固。

进一步的，所述飞轮座的内腔安装平面设有螺栓压紧孔和定位销孔，与曲轴连接盘圆周上的螺栓压紧通孔和定位销孔相一致；所述飞轮座的内腔安装平面的另一侧设有螺纹孔和定位销孔与配重盘上设置的螺栓安装通孔和定位销孔相一致。

进一步的，所述曲轴连接盘的一端设有测功机连接接口，可实现与测功机连接胶块的对接。

进一步的，所述配重盘的厚度和重量由所需旋转惯量决定。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明通过配重盘灵活可调特点，可实现不同发动机设计参数中，转动惯量的调整，节省了发动机开发中的加工成本与时间成本；

(2)本发明通过曲轴连接盘灵活可换特点，可实现飞轮与不同设计参数曲轴的兼容，满足不同曲轴接口与飞轮的连接，节省加工和时间成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述一种组合式飞轮的结构示意图；

图2为本发明实施例所述一种组合式飞轮的剖视图

图3为本发明实施例所述飞轮座的缺省视图；

图4为本发明实施例所述配重盘的缺省视图；

图5为本发明实施例所述法兰盘结构形式的曲轴连接盘的缺省视图；

图6为本发明实施例所述锥面结构形式的曲轴连接盘的缺省视图；

图7为本发明实施例所述压紧螺栓的缺省视图；

图8为本发明实施例所述定位销的缺省视图。

附图标记说明：

1-飞轮座，2-配重盘，3-曲轴连接盘，4-压紧螺栓，5-定位销。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种组合式飞轮，如图1至8所示，包括飞轮座1，配重盘2，曲轴连接盘3，压紧螺栓4，定位销5。

所述飞轮座1为一环形内腔结构，轮座外圆周方向设有360°刻度和均布缺齿槽，内腔安装面设有圆周螺栓压紧孔和定位销孔；

所述配重盘2为一环形圆盘结构，圆周设有螺栓安装通孔和定位销孔；

所述曲轴连接盘3的圆周设有螺栓压紧通孔和定位销孔，中间设有与曲轴连接的曲轴接口；所述曲轴连接盘3本案提供两种曲轴接口：一为法兰盘结构形式，另一种为锥面结构形式；

所述压紧螺栓4和定位销5用来实现所述配重盘2和曲轴连接盘3分别与飞轮座1的定位和紧固。

所述飞轮座1的圆周螺纹孔和销孔的位置与曲轴连接盘3相一致，内腔安装面的另一侧设有圆周螺纹孔和定位销孔，所述圆周螺纹孔和销孔与配重盘2相一致；

所述配重盘2的厚度和重量由所需旋转惯量决定；

所述曲轴连接盘3的另一端设有测功机连接接口，可实现与测功机连接胶块的对接；

所述压紧螺栓4和定位销5采用标准零件，其螺纹规格和接口与相配套零件一致。

本发明一种组合式飞轮的安装和调节方法如下：

1)将定位销5分别安装在飞轮座1内凹腔安装面的销孔和另一端面的销孔内，飞轮座上的销孔公差精度选择H7，使定位销5与飞轮座1之间采取过渡配合安装；

2)将经计算所需转动惯量的配重盘2安装到飞轮座1内凹腔的另一个端面上，通过定位销孔实现二者的精确定位，配重盘2上的定位销孔公差采用G7；

3)利用压紧螺栓4将装配好的配重盘2压紧到飞轮座1上，螺栓采用标准M14螺栓，拧紧力矩采用150N·m；

4)将与曲轴接口配套的曲轴连接盘3安装到飞轮座1内凹腔安装面上，通过定位销孔实现二者的精确定位，曲轴连接盘3上的定位销孔公差采用G7；

5)利用压紧螺栓4将装配好的曲轴连接盘3压紧到飞轮座1上，螺栓采用标准M14螺栓，拧紧力矩采用150N·m；

6)将装配好配重盘2与曲轴连接盘3的飞轮座1部件与曲轴接口安装，安装完毕后，转动曲轴并利用跳动测试量具测量飞轮座1外圆的跳动，再测量配重盘2外圆的跳动，两者跳动都需要控制在0.025mm以内。

针对发动机开发过程中不同设计参数对转动惯量需求，只需更换相应的配重盘2即可实现，针对不同的曲轴接口，通过更换曲轴连接盘3即可实现，针对曲轴连接盘3，本案提供两种接口方式：一种为法兰盘式、另一种为锥面结构方式，设计者可以根据曲轴接口的设计要求，安装相应接口的曲轴连接盘3即可。通过本发明的使用，将会使发动机开发过程中的加工成本和时间成本大幅降低，提升了性能试验的工作效率，加快了性能研发进程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种组合式飞轮，其特征在于包括：

飞轮座，为一环形内腔结构，其轮座外圆周方向设有360°刻度和均布缺齿槽；

配重盘，为一环形圆盘结构，与飞轮座通过定位销进行定位，通过螺栓进行紧固；

曲轴连接盘，中间设有与曲轴连接的曲轴接口，曲轴接口为法兰盘结构形式或者为锥面结构形式，与飞轮座通过定位销进行定位，通过螺栓进行紧固。

2.根据权利要求1所述的一种组合式飞轮，其特征在于：所述飞轮座的内腔安装平面设有螺栓压紧孔和定位销孔，与曲轴连接盘圆周上的螺栓压紧通孔和定位销孔相一致；所述飞轮座的内腔安装平面的另一侧设有螺纹孔和定位销孔与配重盘上设置的螺栓安装通孔和定位销孔相一致。

3.根据权利要求1所述的一种组合式飞轮，其特征在于：所述曲轴连接盘的一端设有测功机连接接口，可实现与测功机连接胶块的对接。

4.根据权利要求1所述的一种组合式飞轮，其特征在于：所述配重盘的厚度和重量由所需旋转惯量决定。