CN110985600B - 一种发动机解耦器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机解耦器，属于发动机技术领域。它解决了现有的发动机解耦器的缓冲效果较差的问题。本发动机解耦器，发动机包括皮带轮外圈一和轮毂，轮毂具有安装部，本发动机解耦器包括钢套和能扭转变形的橡胶环，钢套套设在安装部上且钢套与安装部紧配合，钢套位于皮带轮外圈一内，橡胶环设置在皮带轮外圈一和钢套之间，且橡胶环均与皮带轮外圈一和钢套紧配合，皮带轮外圈一具有让位环槽，钢套的外侧壁为非圆柱壁，轮毂的外侧具有位于让位环槽内的连接部，连接部位于安装部的外侧，本发动机解耦器还包括嵌入让位环槽内的滑动轴承，连接部与皮带轮外圈一通过滑动轴承连接。本发动机解耦器提高缓冲效果。

Description

一种发动机解耦器

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种发动机解耦器。

背景技术

随着人们生活水平的不断提升，对于汽车的使用越来越多，但是随着汽车排放法规的不断升级，混合动力将成为未来乘用车市场的主力。而BSG系统作为混合动力的P0配置，由于其低成本、布置简单，相对于传统燃油发动机变更少，易推广等特点，目前已开始应用在各平台发动机上开发应用。

BSG发动机轮系中影响发动机运转平顺性的关键零件是解耦器。由于传统发动机的扭转减震器已经无法满足BSG发动机起动、助力及能量回收等工况需求。扭转减震器正常工作时内外圈的相对角位移不大于1°，而BSG起动发动机是内外圈的相对角位移高达30°以上，故在BSG轮系设计初期时均会考虑解耦器的应用。

常见的发动机轮系上的解耦器有两种：一种是扭簧结构，一种是弧形弹簧结构，但是采用上述两种结构的解耦器结构复杂，导致制造成本较高，安装效率较低。

针对上述存在的问题，人们研发出了各种各样结构简单的发动机解耦器：

如中国专利申请(专利申请号：201320464441.8)公开了一种曲轴皮带轮总成，包括外壳、钢套、外带轮、缓冲层、耐磨层和橡胶层，外壳呈圆筒状结构，包括基部、环形装配座和盖板，钢套大致呈管状壳体结构，其匹配套设于外壳的基部的外壁上，缓冲层和耐磨层均夹设于外带轮与外壳的环形装配座的卡环之间，其中耐磨层匹配套设于外壳的环形装配座的卡环外侧，缓冲层则套设于耐磨层上并与外带轮的内壁接触连接，橡胶层匹配夹设于外带轮的内壁与钢套的外壁之间。

上述曲轴皮带轮总成的结构较为简单，采用了缓冲层和橡胶层进行缓冲，但是由于耐磨层匹配套设于外壳的环形装配座的卡环外侧，缓冲层套设于耐磨层上并与外带轮的内壁接触连接，而发动机驱动前端轮系时(发电、制动能量回收)，曲轴驱动外壳、外壳带动钢套转动，橡胶层能发生扭转变形驱动外带轮，当BSG电机也就是前端轮系驱动发动机时(起停或助力)，皮带驱动外带轮，由于耐磨层和缓冲层的设置，使得外带轮是同时驱动橡胶层、耐磨层和缓冲层扭转，从而会出现耐磨层和缓冲层的扭转程度与橡胶层的扭转程度不同，造成了外壳收到的扭转力不均衡，影响了曲轴的转动，进而影响了缓冲层的缓冲效果。本领域常规技术人员所采用的方式是：取消通过缓冲层的方式，而是增加橡胶层的缓冲效果，具体可通过提升橡胶层的橡胶厚度，或者是通过外橡胶层与外带轮以及橡胶层与钢套之间的连接方式，使得橡胶层的扭转程度更高，且橡胶层的设置稳固，进而能达到提升发动机解耦器的缓冲效果的目的，但是上述结构会导致橡胶层的安装困难，且橡胶层的制作成本较高的问题。

而将钢套的外侧壁设置呈弧形，此时钢套的厚度增大，增加钢套与橡胶层的连接强度，由于发动机中的轮毂和外带轮之间的距离是在一定范围内的，因此预留给钢套和橡胶层的宽度范围也是在一定范围内的，当增加钢套的厚度后，在一定的范围内，橡胶层的宽度是需要减少的，以满足外带轮和轮毂之间距离的限定，但是橡胶层的宽度减少，降低了橡胶层的缓冲能力，而出于提高缓冲效果的目的，本领域技术人员是不会想到增大钢套的厚度，而减少橡胶层的宽度的设计。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发动机解耦器，本发明所要解决的技术问题是：如何提高缓冲效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种发动机解耦器，发动机包括皮带轮外圈一和轮毂，所述轮毂具有安装部，本发动机解耦器包括钢套和能扭转变形的橡胶环，所述钢套套设在安装部上且钢套与安装部紧配合，所述钢套位于皮带轮外圈一内，所述橡胶环设置在皮带轮外圈一和钢套之间，且橡胶环均与皮带轮外圈一和钢套紧配合，所述皮带轮外圈一具有让位环槽，其特征在于，所述钢套的外侧壁为非圆柱壁，所述轮毂的外侧具有位于让位环槽内的连接部，所述连接部位于安装部的外侧，本发动机解耦器还包括嵌入让位环槽内的滑动轴承，所述连接部与皮带轮外圈一通过滑动轴承连接。

工作原理：当发动机驱动皮带轮外圈一时，曲轴穿设在轮毂上并驱动轮毂和轮毂上的钢套转动，钢套与安装部紧配合，橡胶环均与皮带轮外圈一和钢套紧配合，橡胶环能在钢套的作用下发生正向扭转，缓冲钢套传递给橡胶环的转动力，起到一定的扭转减振作用，橡胶环在扭转的同时也将转动力部分传递给皮带轮外圈一，而此时皮带轮外圈一随着曲轴转动，曲轴能通过橡胶环稳定的将转动力传递给皮带轮外圈一，滑动轴承的设置仅仅是起到支撑作用；当皮带带动皮带轮外圈一转动时，滑动轴承的设置，能将一部分的皮带轮外圈一的转动力给分解掉，而皮带轮外圈一另一部分的转动力通过橡胶环的缓冲作用，橡胶环会发生反向扭转，并将转动力平顺的传递至钢套和轮毂，从而保证了在两种工作情况下，仅仅是橡胶环的一个缓冲部件，不会出现内外缓冲力不均等的情况，且能对皮带轮外圈一和曲轴进行一定程度上的减振；仅仅是通过橡胶环、钢套和滑动轴承的设置，就能实现发动机解耦器的缓冲作用，也能在扭转时，橡胶环能起到很好的减振作用，避免了现有的解耦器弹簧壳体开裂等问题，使得发动机解耦器的结构更加的简单，装配方便；而通过将钢套的外侧壁设置为非圆柱壁，此时钢套的外侧壁可以为齿轮壁、波浪形壁等，能增大钢套与橡胶环之间的接触面，进而能在一定程度上提升钢套和橡胶环之间连接的稳定性，当曲轴带动轮毂转动时，钢套的力稳定的传递给橡胶环，橡胶环不仅能缓冲扭转力还能起到减振的作用，而滑动轴承的设置，则是使得皮带轮外圈一与连接部之间能相对位移，因此当皮带轮外圈一带动轮毂转动时，皮带轮外圈一与连接部产生相对位移并不会将扭转力从连接部传递给轮毂，轮毂仅仅是接收到橡胶环通过钢套传递的扭转力，此时橡胶环能在转动力的作用下更快速的发生形变，进而提高了缓冲效果和减振效果。

在上述的发动机解耦器中，所述钢套为圆筒，所述钢套的一端外径由外向内变小，所述橡胶环的内侧壁为呈弧形的限位壁，所述限位壁与钢套的外侧壁相贴合。

钢套的厚度设置，使得橡胶环能将钢套包紧，橡胶环的端部对钢套具有包紧力，避免钢套在轮毂发生转动时出现轴向位移，也进一步的提高了钢套与橡胶环的连接强度，从而提升了缓冲效果。

在上述的发动机解耦器中，所述皮带轮外圈一具有抵靠板，所述橡胶环的外侧壁上具有呈弧形的抵靠壁，所述抵靠壁的两端均朝向皮带轮外圈一的方向弯折。

抵靠壁的设置，能使得橡胶环能将皮带轮外圈一包紧，抵靠壁的上端对皮带轮外圈一的上端有包紧力，抵靠壁的下端对皮带轮外圈一的下端有包紧力，由于橡胶环的结构的设置，造成橡胶环两侧的上端和下端均是向外延伸，橡胶环中部的力量较小，因此在曲轴或者是皮带轮外圈一转动时，橡胶环的中部更容易发生扭转形变，从而能进一步的提升缓冲效果和减振效果。

在上述的发动机解耦器中，所述抵靠壁的一端凸起形成加强翻边，所述加强翻边设置在皮带轮外圈一一端的端面上并与该端面相贴合。

加强翻边的设置，不仅能提升橡胶环的强度，还能提高橡胶环与皮带轮外圈一之间的连接强度，能保证皮带轮外圈一的转动力稳定的传递给橡胶环或橡胶环将转动力稳定的传递给皮带轮外圈一，提升了发动机解耦器运行的稳定性。

在上述的发动机解耦器中，所述橡胶环的外侧壁上还具有让位面，所述轮毂上具有呈锥形的支撑面，所述让位面与支撑面平行设置。

此时橡胶环与轮毂之间的间隙相等，避免在曲轴转动时，橡胶环直接与轮毂的支撑面接触，影响橡胶环的缓冲，橡胶环能达到最大的强度和厚度，此时橡胶环的扭转力更好，能在尽可能提升橡胶环扭转力的同时避免橡胶环与轮毂的倾斜面接触，进一步的提高了发动机解耦器运行的稳定性，并且也提升了发动机解耦器的缓冲效果和减振效果。

在上述的发动机解耦器中，所述橡胶环的外侧壁上还具有多个凸起部，多个凸起部沿橡胶环周向均匀分布。

该结构的设置，使得橡胶环在生产的过程中，在硫化的时候能从多个角度进行注胶，保证橡胶在360°方向硫化的一致性，并且能增加橡胶下端的强度，提高橡胶的耐久性。

在上述的发动机解耦器中，所述橡胶环朝外一端的厚度大于橡胶环朝内一端的厚度。

该结构的设置，使得橡胶环在扭转变形时，橡胶环更容易扭转变形，而橡胶环朝内的一端所需要的变形量较小，仅仅是增强橡胶环的强度和耐久性即可，此时橡胶环的设计，既能满足皮带轮外圈一相对于轮毂的最大相对角位移，又能有较好的耐久性。

在上述的发动机解耦器中，所述皮带轮外圈一、橡胶环和钢套通过注胶硫化一体成型。

采用上述方式进行安装，使得皮带轮外圈一、橡胶环和钢套三者的连接强度较大，在缓冲的过程中，不会发生橡胶环或钢套脱离的现象，提高了发动机解耦器运行的稳定性。

在上述的发动机解耦器中，所述皮带轮外圈一还具有连接板和顶板，所述顶板呈环形，所述连接板与顶板的外侧连接，所述抵靠板与顶板的内侧连接，所述加强翻边与顶板相贴合，所述让位环槽由连接板、抵靠板和顶板合围形成。

该结构的设置，使得滑动轴承是位于缓冲环的外侧，并能起到一定的支撑作用，且不会影响皮带轮外圈一的正常运行，橡胶环与皮带轮外圈一的连接和滑动轴承与皮带轮外圈一之前的连接不发生干涉，并且较好的利用了皮带轮外圈一上的安装空间，使得整个解耦器的设置更加的节省空间。

在上述的发动机解耦器中，发动机还包括皮带轮外圈二和橡胶圈，所述轮毂远离皮带轮外圈一的一端具有连接环，所述皮带轮外圈二通过橡胶圈与连接环连接。

橡胶圈的侧面为波浪形，皮带轮外圈二使得曲轴的传递能更快速和稳定，并且皮带轮外圈二和橡胶圈的设置并不影响发动机解耦器的其他结构，保证了发动机解耦器运行的稳定性。

与现有技术相比，本发动机解耦器具有以下优点：

1、在发动机的两种状态下，都是仅通过橡胶环进行缓冲，橡胶环不仅能缓冲扭转力还能起到减振的作用，并在皮带轮外圈一和轮毂之间设置有滑动轴承来进行支撑，此时滑动轴承并不会影响到橡胶环的扭转，并能减少橡胶环所承受的径向的扭转力，从而进一步的提升了缓冲效果。

2、通过将橡胶环设置成类似梯形的形状结构，橡胶环的橡胶厚度能达到25mm左右，满足皮带轮外圈一与轮毂之间最大角位移要求，也就是能高达30°以上的角位移，且橡胶环截面的高度越高，越能满足皮带轮外圈一与轮毂之间最大角位移要求，而梯形截面的最小宽度设计能直接影响到橡胶环的耐久性，因此本橡胶环能在即满足最大角位移要求的同时耐久性也能符合要求。

附图说明

图1是本发动机解耦器装配后的俯视图。

图2是图1中A-A的剖视图。

图3是本发动机解耦器中橡胶环的结构示意图。

图4是本发动机解耦器中钢套的结构示意图。

图5是本发动机中皮带轮外圈一的结构示意图。

图中，1、皮带轮外圈一；11、抵靠板；12、连接板；13、顶板；14、让位环槽；2、轮毂；21、连接部；22、支撑面；23、连接环；24、安装部；3、橡胶环；31、限位壁；32、抵靠壁；33、加强翻边；34、让位面；35、凸起部；4、钢套；5、滑动轴承；6、皮带轮外圈二；7、橡胶圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本发动机解耦器，发动机包括皮带轮外圈一1和轮毂2，轮毂2具有安装部24，本发动机解耦器包括钢套4和能扭转变形的橡胶环3。

具体的说，如图1-5所示，钢套4套设在安装部24上且钢套4与安装部24紧配合，钢套4位于皮带轮外圈一1内，橡胶环3设置在皮带轮外圈一1和钢套4之间，且橡胶环3均与皮带轮外圈一1和钢套4紧配合，皮带轮外圈一1具有让位环槽14，钢套4的外侧壁为非圆柱壁，轮毂2的外侧具有位于让位环槽14内的连接部21，连接部21位于安装部24的外侧，本发动机解耦器还包括嵌入让位环槽14内的滑动轴承5，连接部21与皮带轮外圈一1通过滑动轴承5连接，且在皮带轮外圈一1启动时3皮带轮外圈一3带动轮毂2转动并使连接部21与皮带轮外圈一1相对转动。

工作原理：当发动机驱动皮带轮外圈一1时，曲轴穿设在轮毂2上并驱动轮毂2和轮毂2上的钢套4转动，钢套4与安装部24紧配合，橡胶环3均与皮带轮外圈一1和钢套4紧配合，橡胶环3能在钢套4的作用下发生正向扭转，缓冲钢套4传递给橡胶环3的转动力，橡胶环3在扭转的同时也将转动力部分传递给皮带轮外圈一1，而此时皮带轮外圈一1随着曲轴转动，曲轴能通过橡胶环3稳定的将转动力传递给皮带轮外圈一1，滑动轴承5的设置仅仅是起到支撑作用；当皮带带动皮带轮外圈一1转动时，滑动轴承5的设置，能将一部分的皮带轮外圈一1的转动力给分解掉，而皮带轮外圈一1另一部分的转动力通过橡胶环3的缓冲作用，橡胶环3会发生反向扭转，并将转动力平顺的传递至钢套4和轮毂2，从而保证了在两种工作情况下，仅仅是橡胶环3的一个缓冲部件，不会出现内外缓冲力不均等的情况；仅仅是通过橡胶环3、钢套4和滑动轴承5的设置，就能实现发动机解耦器的缓冲作用，使得发动机解耦器的结构更加的简单，装配方便；而通过将钢套4的外侧壁设置为非圆柱壁，增加了钢套4与橡胶环3的接触面积，进而能在一定程度上提升钢套4和橡胶环3之间连接的稳定性，当曲轴带动轮毂2转动时，钢套4的力稳定的传递给橡胶环3，而滑动轴承5的设置，则是使得皮带轮外圈一1与连接部21之间能相对位移，因此当皮带轮外圈一1带动轮毂2转动时，皮带轮外圈一1与连接部21产生相对位移并不会将扭转力从连接部21传递给轮毂2，轮毂2仅仅是接收到橡胶环3通过钢套4传递的扭转力，此时橡胶环3能在转动力的作用下更快速的发生形变，进而提高了缓冲效果。

橡胶环3能起到很好的隔振效果和耐久性，在缓冲扭转力时能起到一定的隔振效果，也提高了解耦器的NVH，避免了采用弧形弹簧结构而造成的油脂泄露的问题。

如图2-5所示，钢套4为圆筒，钢套4的一端外径由外向内变小，钢套4的另一端设有倒角，橡胶环3的内侧壁为呈弧形的限位壁31，限位壁31与钢套4的外侧壁相贴合。

如图2-5所示，皮带轮外圈一1具有抵靠板11，橡胶环3的外侧壁上具有呈弧形的抵靠壁32，抵靠壁32的两端均朝向皮带轮外圈一1的方向弯折，抵靠壁32的一端凸起形成加强翻边33，加强翻边33设置在皮带轮外圈一1一端的端面上并与该端面相贴合。

如图2所示，橡胶环3的外侧壁上还具有让位面34，轮毂2上具有呈锥形的支撑面22，让位面34与支撑面22平行设置。

如图3所示，橡胶环3的外侧壁上还具有多个凸起部35，多个凸起部35沿橡胶环3周向均匀分布，橡胶环3朝外一端的厚度大于橡胶环3朝内一端的厚度，皮带轮外圈一1、橡胶环3和钢套4通过注胶硫化一体成型。

如图2和图5所示，皮带轮外圈一1还具有连接板12和顶板13，顶板13呈环形，连接板12与顶板13的外侧连接，抵靠板11与顶板13的内侧连接，加强翻边33与顶板13相贴合，让位环槽14由连接板12、抵靠板11和顶板13合围形成。

如图2所示，发动机还包括皮带轮外圈二6和橡胶圈7，轮毂2远离皮带轮外圈一1的一端具有连接环23，皮带轮外圈二6通过橡胶圈7与连接环23连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种发动机解耦器，发动机包括皮带轮外圈一(1)和轮毂(2)，所述轮毂(2)具有安装部(24)，本发动机解耦器包括钢套(4)和能扭转变形的橡胶环(3)，所述钢套(4)套设在安装部(24)上且钢套(4)与安装部(24)紧配合，所述钢套(4)位于皮带轮外圈一(1)内，所述橡胶环(3)设置在皮带轮外圈一(1)和钢套(4)之间，且橡胶环(3)均与皮带轮外圈一(1)和钢套(4)紧配合，所述皮带轮外圈一(1)具有让位环槽(14)，其特征在于，所述钢套(4)的外侧壁为非圆柱壁，所述轮毂(2)的外侧具有位于让位环槽(14)内的连接部(21)，所述连接部(21)位于安装部(24)的外侧，本发动机解耦器还包括嵌入让位环槽(14)内的滑动轴承(5)，所述连接部(21)与皮带轮外圈一(1)通过滑动轴承(5)连接；所述橡胶环(3)朝外一端的厚度大于橡胶环(3)朝内一端的厚度。

2.根据权利要求1所述的发动机解耦器，其特征在于，所述钢套(4)为圆筒，所述钢套(4)的一端外径由外向内变小，所述橡胶环(3)的内侧壁为呈弧形的限位壁(31)，所述限位壁(31)与钢套(4)的外侧壁相贴合。

3.根据权利要求1所述的发动机解耦器，其特征在于，所述皮带轮外圈一(1)具有抵靠板(11)，所述橡胶环(3)的外侧壁上具有呈弧形的抵靠壁(32)，所述抵靠壁(32)的两端均朝向皮带轮外圈一(1)的方向弯折。

4.根据权利要求3所述的发动机解耦器，其特征在于，所述抵靠壁(32)的一端凸起形成加强翻边(33)，所述加强翻边(33)设置在皮带轮外圈一(1)一端的端面上并与该端面相贴合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的发动机解耦器，其特征在于，所述橡胶环(3)的外侧壁上还具有让位面(34)，所述轮毂(2)上具有呈锥形的支撑面(22)，所述让位面(34)与支撑面(22)平行设置。

6.根据权利要求1-4任一项所述的发动机解耦器，其特征在于，所述橡胶环(3)的外侧壁上还具有多个凸起部(35)，多个凸起部(35)沿橡胶环(3)周向均匀分布。

7.根据权利要求1-4任一项所述的发动机解耦器，其特征在于，所述皮带轮外圈一(1)、橡胶环(3)和钢套(4)通过注胶硫化一体成型。

8.根据权利要求4所述的发动机解耦器，其特征在于，所述皮带轮外圈一(1)还具有连接板(12)和顶板(13)，所述顶板(13)呈环形，所述连接板(12)与顶板(13)的外侧连接，所述抵靠板(11)与顶板(13)的内侧连接，所述加强翻边(33)与顶板(13)相贴合，所述让位环槽(14)由连接板(12)、抵靠板(11)和顶板(13)合围形成。

9.根据权利要求1-4任一项所述的发动机解耦器，其特征在于，发动机还包括皮带轮外圈二(6)和橡胶圈(7)，所述轮毂(2)远离皮带轮外圈一(1)的一端具有连接环(23)，所述皮带轮外圈二(6)通过橡胶圈(7)与连接环(23)连接。

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