CN109780134A - 一种双质量飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械技术领域，公开一种双质量飞轮，包括扭转减振器、第二飞轮及第一飞轮，扭转减振器包括：减振器本体，包括外圈和内圈，外圈和内圈分别与同轴旋转的第二飞轮和第一飞轮连接；拉力销组，包括两个拉力销单元，两个拉力销单元分别位于外圈和内圈上；拉索，固定并紧贴拉力销组，拉索沿减振器本体径向分布。本发明第一飞轮作为动力输入端，第二飞轮作为动力输出端，从动力输入端加载的力矩，通过拉力销组和拉索传递至动力输出端。本发明结构简单、磨损少，使用寿命长，对弹簧要求不高，成本降低。本发明随着动力输入端力矩的增加，扭转刚度也随之呈正向连续增加，减振效果增强。

Description

一种双质量飞轮

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种双质量飞轮。

背景技术

由于发动机的燃烧爆震，在输出轴旋转过程中造成了无法避免的扭转振动，该扭转振动对动力传动系统是有害的，同时还会造成振动与噪声。为降低该扭转振动，需要在发动机输出轴与变速器输入轴之间增加一套扭转减振器装置。

扭转减振器应用于发动机飞轮中时，这种发动机飞轮被称为双质量飞轮，双质量飞轮上的扭转减振器布置空间较充裕，但现有的应用于双质量飞轮上的扭转减振器的弹性减振元件普遍采用圆柱螺旋压缩弹簧，沿动力传动轴的圆周切向方向布置。这种结构的扭转减振器，弹簧外圆存在接触磨损，弹簧制造难度高，结构复杂，导致了该类型的扭转减振器的成本高、磨损大和寿命短等问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种双质量飞轮，解决了现有技术存在的成本高、磨损大和寿命短等问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双质量飞轮，包括扭转减振器、第一飞轮及第二飞轮，所述扭转减振器包括：

减振器本体，包括同轴分布且能够相对旋转的外圈和内圈，所述外圈和所述内圈分别与第一飞轮和所述所述第二飞轮连接；

拉力销组，其包括两个拉力销单元，两个所述拉力销单元分别位于所述外圈和所述内圈上；

拉索，其固定并紧贴所述拉力销组，所述拉索沿所述减振器本体径向分布，使每个所述拉力销组的两个所述拉力销单元互相靠拢。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉索包括由弹性材料制成的弹性拉索和/或由拉伸弹簧构成的拉簧拉索，所述拉索固定于一组所述拉力销组上或相邻所述拉力销组的所述拉索首尾连接。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉索包括由拉伸弹簧构成的拉簧拉索，所述拉索固定于一组所述拉力销组上。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉索包括刚性拉索，所述拉索固定于一组所述拉力销组上或相邻所述拉力销组的所述拉索首尾连接，所述扭转减振器还包括弹簧和用于固定所述弹簧的弹簧座，所述拉索与所述弹簧座紧贴。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉索包括同步带，所述弹簧座上设有第一啮合齿，所述拉索上设有与所述第一啮合齿啮合的第二啮合齿，所述弹簧座固定于所述拉索上。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉力销组的两个所述拉力销单元分别包括两个有间隔的拉力销和一个拉力销，所述拉索位于所述拉力销组的外周并紧贴所述拉力销组，所述弹簧和所述弹簧座位于相邻所述拉力销组之间。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉索包括扁带拉索，所述弹簧座上设有凸台，所述拉索上设有穿设孔，所述凸台穿过所述穿设孔使所述弹簧座固定于所述拉索上。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉索包括绳索或丝状拉索，所述弹簧座上设有卡槽，所述拉索与所述卡槽过盈配合，将所述弹簧座固定于所述拉索上。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述双质量飞轮还包括两个阻尼片和阻尼弹簧，两个所述阻尼片分别位于所述弹簧座的端部且与所述外圈平行，所述阻尼弹簧位于两个所述阻尼片之间，使所述阻尼片与所述弹簧座端部紧贴。

作为一种双质量飞轮的优选方案，所述拉力销组的数量包括至少两个，且至少两个所述拉力销组沿所述减振器本体周向均匀分布。

本发明的有益效果为：双质量飞轮工作时，第一飞轮作为动力输入端，第二飞轮作为动力输出端，本发明结构简单、磨损少，使用寿命长，对弹簧要求不高，成本降低，从动力输入端加载的力矩，通过拉力销组和拉索传递至动力输出端，力矩传递时，位于内圈上的拉力销单元和位于外圈上的拉力销单元之间的直线距离增大，动力输入端与动力输出端产生一定的扭转角，定义力矩与扭转角度变化的比值为扭转刚度，本发明随着动力输入端力矩的增加，扭转角度和扭转刚度的变化也随之呈正向连续增加，减振效果增强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的实施例一的双质量飞轮的示意图；

图2是本发明实施例一的扭转减振器的第一种变型的示意图；

图3是本发明实施例一的扭转减振器的第二种变型的示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的实施例二的双质量飞轮的示意图；

图5是本发明采用实施例二与采用现有技术的减振性能曲线对比图；

图6是本发明实施例二的扭转减振器的第一种变型的示意图；

图7是本发明实施例二的扭转减振器的第二种变型的示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的扭转减振器采用凸台固定的示意图；

图9是本发明实施例二的扭转减振器的第三种变型的示意图；

图10是本发明实施例二的扭转减振器的第四种变型的示意图；

图11是本发明实施例二的扭转减振器采用压块和紧固件固定的示意图；

图12是本发明实施例二的扭转减振器的第五种变型的示意图；

图13是本发明具体实施方式提供的带阻尼结构的减振器的示意图。

图中：

1-外圈，11-第一飞轮，2-内圈，21-第二飞轮，3-拉力销组，31-外圈拉力销单元，32-内圈拉力销单元，33-插销，4-拉索，41-穿设孔，5-弹簧座，51-弹簧座本体，511-凹槽，512-第二固定孔，52-凸台，53-压块，531-第一固定孔，54-紧固件，6-弹簧，71-阻尼片，72-阻尼弹簧，8-轴承，9-绳箍。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种双质量飞轮，包括扭转减振器、第一飞轮11及第二飞轮21，扭转减振器包括减振器本体、拉力销组3及拉索4，减振器本体又包括同轴分布且能够相对旋转的外圈1和内圈2，内圈2和外圈1分别与第二飞轮9和第一飞轮12连接。

本实施例的拉力销组3包括两个拉力销单元，分别为外圈拉力销单元31和内圈拉力销单元32,拉力销组3的数量包括至少两个，且至少两个所拉力销组3沿减振器本体周向均匀分布。拉索4固定并紧贴拉力销组3，拉索4沿减振器本体径向分布，使每个拉力销组3的外圈拉力销单元31和内圈拉力销单元32互相靠拢。

本实施例的双质量飞轮工作时，第一飞轮11作为动力输入端，第二飞轮21作为动力输出端，本实施例结构简单、磨损少，使用寿命长，对弹簧要求不高，成本降低，从动力输入端加载的力矩，通过拉力销组3和拉索4传递至动力输出端，力矩传递时，每个拉力销组3的外圈拉力销单元31和内圈拉力销单元32之间的直线距离增大，动力输入端与动力输出端产生一定的扭转角，定义力矩与扭转角度变化的比值为扭转刚度，本发明随着动力输入端力矩的增加，扭转角度和扭转刚度的变化也随之呈正向连续增加，减振效果增强。

实施例一

如图1所示，本实施例的第一飞轮11和外圈1一体成型为第一质量体，第二飞轮21和内圈2一体成型为第二质量体，第一质量体与第二质量体同轴分布，且中间有间隙，外圈拉力销单元31位于第一质量体上且靠近第二质量体的一侧，内圈拉力销单元32位于第二质量体上且靠近第一质量体的一侧，其中，外圈拉力销单元31和内圈拉力销单元32均只包括一个拉力销，拉力销沿其自身的轴向长度不大于第一质量体与第二质量体之间的距离，拉索4固定于拉力销组3上且位于上述间隙内。

第二飞轮21内部还设有轴承8，轴承8能够使第一飞轮11和第二飞轮21更好的保持同轴旋转。拉力销组3的数量包括十二组，每个拉力销组3的两个拉力销单元沿减振器本体径向均匀分布。每个拉力销单元包括一个拉力销，本实施例的拉索4包括由弹性材料制成的弹性拉索和/或由拉伸弹簧构成的拉簧拉索，一个拉索4固定于一组拉力销组3上。当然，本实施例的扭转减振器的结构并不限于本实施例，还可以是以下变型。

实施例一的扭转减振器的第一种变型

如图2所示，本实施例的拉力销组3的数量包括八组，其中，外圈拉力销单元31与内圈拉力销单元32错列均匀分布，每个拉力销单元包括一个拉力销，拉索4为由弹性材料制成的弹性拉索，且相邻拉力销组3的拉索4首尾连接，呈星状分布。

实施例一的扭转减振器的第二种变型

如图3所示，本实施例拉力销组3的数量包括八组，每个拉力销组3的外圈拉力销单元31与内圈拉力销单元32沿减振器本体的径向辐射均匀分布，即每个拉力销组3的外圈拉力销单元31与内圈拉力销单元32在同一个直径上。每个拉力销单元包括一个拉力销，拉索4由拉伸弹簧构成的拉簧拉索，每个拉簧拉索的两端部分别设有一个拉钩，该拉钩固定于拉力销上，一个拉伸弹簧固定于一个拉力销组3上。

上述实施例一、扭转减振器的第一种变型及第二种变型均属于拉索4有弹性的情况，可以通过拉索4自身的变型实现拉索4的变型。然而，本发明的拉索4并不限于有弹性的情况，还可以是刚性拉索。

实施例二

本实施例的拉索4为刚性拉索，即拉索4没有弹性的情况，根据拉索4的截面形状不同，可分为扁带拉索或绳索或丝状拉索。为了使带刚性拉索的扭转减振器也能够实现将扭矩转化为扭转角的功能，该扭转减振器包括弹簧6和用于固定弹簧6的弹簧座5，弹簧座5位于减振器本体上，每个拉力销组3对应两个弹簧座5，这两个弹簧座5能够相对移动，从而使位于两个弹簧座5之间的弹簧5能够发生变型。

拉索4与弹簧座5紧贴，使每个拉力销组3的拉索4沿其周向呈平行四边形分布，这种布置能够使扭转件减振器工作时，相比于现有技术，从第一飞轮12输入相同大小的力矩，本申请能够产生更大的扭转角，即本申请的扭转刚度更小。当然，本发明的每个拉力销组3的拉索4沿其周向并不限于呈平行四边形分布，还可以是四边形或者三角形，具体根据实际情况布置。

如图4所示，本实施例的第一飞轮11和外圈1一体设置，内圈拉力销单元32、第二飞轮21及内圈2一体设置。包括八个拉力销组3，外圈拉力销单元31包括两个拉力销，内圈拉力销单元32包括一个拉力销单元，位于内圈和外圈的拉力销呈均匀分布，拉索4包括同步带，同步带为单层，拉力销组3的两个拉力销单元分别包括两个有间隔的拉力销和一个拉力销，拉索4位于拉力销组3的外周并紧贴拉力销组3，弹簧6和弹簧座5位于相邻拉力销组3之间。弹簧座5的外侧上设有第一啮合齿，拉索4的内侧上设有与第一啮合齿啮合的第二啮合齿，弹簧座5固定于拉索4上，本实施例相邻拉力销组3的拉索4首尾连接。

为进一步详细的说明本实施例的效果，经过大量的实验，得到了采用传统技术与本申请实施例二的减振性能曲线，具体如图5所示。图中，纵坐标a为扭矩，横坐标b为扭转角，A和B分别为采用传统技术和本申请实施例二所得的扭转减振器的减振性能曲线。由实验结果可知，在扭矩一定的情况下，采用本申请所得到的扭转角大于传统方案的扭转角，即同时为本申请和采用传统方案的扭转减振器的提供相同的扭矩时，采用本申请的扭转刚度更小。

实施例二的扭转减振器的第一种变型

如图6所示，该拉索4为扁带拉索，每组拉力销组3包括两条拉索4，每条拉索4可以为单层或多层结构，为多层时，多层扁带拉索叠设在一起组成一条拉索4。每个拉力销单元包括两个有间隙的拉力销，每条拉索4的两端分别穿过两个拉力销之间的间隙，使拉索4的两端呈弯曲状或弯折状，使拉索4固定于拉力销单元上，拉索4拉伸时，弯曲状或弯折状形成摩擦自锁，从而形成连接固定。

本变型实施例的弹簧6和弹簧座5位于每组的两条拉索5之间，拉索4通过凸台52固定于弹簧座5上，使弹簧座5固定于拉索4上，具体地，如图7所示，弹簧座5上设有凸台52，扁带拉索上设有穿设孔41，凸台52与穿设孔41配合，从而将拉索4固定于弹簧座5上。

实施例二的扭转减振器的第二种变型

如图8所示，拉索4为扁带拉索，每组拉力销组3包括两条拉索4，每条拉索4可以为单层或多层结构，为多层时，多层扁带拉索叠设在一起组成一条拉索4。本变型实施例的弹簧6和弹簧座5位于每组的两条拉索5之间。

拉力销组3的两个拉力销单元均包括两个有间隙的拉力销，外圈拉力销单元31的两个拉力销之间还设有两个插销33，拉索4的两端能够穿过间隙并分别缠绕在两个插销33，使拉索4的端部呈称弯曲状或弯折状，进而使拉索4固定于拉力销单元上，拉索4拉伸时，弯曲状或弯折状形成摩擦自锁，从而形成连接固定。内圈拉力销单元32的两个拉力销之间还设有一个插销33，拉索4的中间部分能够缠绕在该插销33上并分别紧贴位于内圈拉力销单元32的两个拉力销的外表面。

实施例二的扭转减振器的第三种变型

如图9所示，拉索4为绳索或丝状拉索，拉索4可以为单根或多根结构，为多根时，多根绳索或丝状拉索并列或多根互捻设置，本实施例的拉索4为两根并列的结构。本变型实施例的弹簧6和弹簧座5位于每组的两条拉索5之间。内圈2和外圈1上均设有绳箍9，拉索4的端部固定于绳箍9上。

如图10所示，弹簧座5包括弹簧座本体51、压块53及紧固件54，弹簧座本体51上设有凹槽511，拉索4能够相对固定于该凹槽511内，压块53上设有第一固定孔531，弹簧座本体51上设有第二固定孔512，紧固件54穿过第一固定孔531至第二固定孔512内，从而将拉索4固定于弹簧座本体51和压块53之间。

实施例二的扭转减振器的第四种

拉索4为绳索或丝状拉索，内圈2和外圈1上均设有绳箍9，拉索4的端部固定于绳箍9上。绳(丝)可以为单股或多股互捻、多根并列的结构。如图11所示，拉索4为四根并列的结构，弹簧座5上设有四个卡槽，每根拉索4均与一个卡槽过盈配合，将拉索4固定于弹簧座5上。

当然，本发明扭转减振器的变型并不限于本实施例所提供的上述几种情况，还可以是其他情况，例如拉索4为与弹簧座5接触的表面上带有凸起的扁带状，弹簧座5上有与凸起相配合使用的凹槽511，双质量飞轮进行工作时，凸起卡接于凹槽511内，使拉索4固定于弹簧座5上。

实施例二的扭转减振器的第五种变型

如图12所示，拉索4为扁带拉索，拉力销组3的两个拉力销单元分别包括两个有间隙的拉力销和一个拉力销，相邻的包括一个拉力销的拉力销单元之间有间隙，拉索4穿过上述间隙并呈弯曲状或弯折状，使拉索4固定于拉力销单元上。

第一飞轮11和外圈1一体设置，内圈拉力销单元32、第二飞轮21及内圈2一体设置。包括八个拉力销组3，外圈拉力销单元31包括两个拉力销，内圈拉力销单元32包括一个拉力销单元，位于内圈和外圈的拉力销呈均匀分布，位于内圈的相邻拉力销之间有间隙，外圈拉力销单元31的两个拉力销之间也设有间隙，扁带拉索的两端分别能够穿过上述间隙，使扁带拉索固定于拉力销组3上，拉索4紧贴插销33和弹簧座本体51，从而使拉索4固定于拉力销组3上。本实施例结构简单，减振效果较好。

如图13所示，实施例二还包括阻尼结构，该阻尼结构包括两个阻尼片71和阻尼弹簧72，两个阻尼片71分别位于弹簧座5的端部且与外圈1平行，阻尼弹簧72位于两个阻尼片71之间，使阻尼片71与弹簧座5端部紧贴。当然，本发明的拉索4为刚性拉索时，既可以设置该阻尼结构，还可以不设置阻尼结构，具体根据实际需要确定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种双质量飞轮，包括扭转减振器、第一飞轮(11)及第二飞轮(21)，其特征在于，所述扭转减振器包括：

减振器本体，包括同轴分布且能够相对旋转的外圈(1)和内圈(2)，所述外圈(1)和所述内圈(2)分别与第一飞轮(11)和所述所述第二飞轮(12)连接；

拉力销组(3)，其包括两个拉力销单元，两个所述拉力销单元分别位于所述外圈(1)和所述内圈(2)上；

拉索(4)，其固定并紧贴所述拉力销组(3)，所述拉索(4)沿所述减振器本体径向分布，使每个所述拉力销组(3)的两个所述拉力销单元互相靠拢。

2.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉索(4)包括由弹性材料制成的弹性拉索，所述拉索(4)固定于一组所述拉力销组(3)上或相邻所述拉力销组(3)的所述拉索(4)首尾连接。

3.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉索(4)包括由拉伸弹簧构成的拉簧拉索，所述拉索(4)固定于一组所述拉力销组(3)上。

4.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉索(4)包括刚性拉索，所述拉索(4)固定于一组所述拉力销组(3)上或相邻所述拉力销组(3)的所述拉索(4)首尾连接，所述扭转减振器还包括弹簧(6)和用于固定所述弹簧(6)的弹簧座(5)，所述拉索(4)与所述弹簧座(5)紧贴。

5.根据权利要求4所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉索(4)包括同步带，所述弹簧座(5)上设有第一啮合齿，所述拉索(4)上设有与所述第一啮合齿啮合的第二啮合齿，所述弹簧座(5)固定于所述拉索(4)上。

6.根据权利要求4所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉力销组(3)的两个所述拉力销单元分别包括两个有间隔的拉力销和一个拉力销，所述拉索(4)位于所述拉力销组的外周并紧贴所述拉力销组，所述弹簧(6)和所述弹簧座(5)位于相邻所述拉力销组之间。

7.根据权利要求4所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉索(4)包括扁带拉索，所述弹簧座(5)上设有凸台(52)，所述拉索(4)上设有穿设孔(41)，所述凸台(52)穿过所述穿设孔(41)使所述弹簧座(5)固定于所述拉索(4)上。

8.根据权利要求4所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉索(4)包括绳索或丝状拉索，所述弹簧座(5)上设有卡槽，所述拉索(4)与所述卡槽过盈配合，将所述弹簧座(5)固定于所述拉索(4)上。

9.根据权利要求4所述的双质量飞轮，其特征在于，所述双质量飞轮还包括两个阻尼片(71)和阻尼弹簧(72)，两个所述阻尼片(71)分别位于所述弹簧座(5)的端部且与所述外圈(1)平行，所述阻尼弹簧(72)位于两个所述阻尼片(71)之间，使所述阻尼片(71)与所述弹簧座(5)端部紧贴。

10.根据权利要求1至9任一项所述的双质量飞轮，其特征在于，所述拉力销组(3)的数量包括至少两个，且至少两个所述拉力销组(3)沿所述减振器本体周向均匀分布。