CN111120574B - 一种离心摆式双质量飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心摆式双质量飞轮,一种离心摆式双质量飞轮,包括同轴设置的初级质量飞轮和次级质量飞轮，设置于初级质量飞轮和次级质量飞轮之间的弹性减震机构，所述弹性减震机构能够在初级质量飞轮和次级质量飞轮相对转动时发生弹性变形，其特征在于，所述次级质量飞轮远离初级质量飞轮的一面联接有保持架，所述保持架上沿圆周均匀分布有至少一个离心摆。本发明提供的离心摆式双质量飞轮结构简单，制造成本低，性能稳定，对产品整体结构影响小，能进一步提升双质量飞轮对整车振动的抑制和隔离效果，提高驾乘舒适性。

Description

一种离心摆式双质量飞轮

技术领域

本发明涉及汽车零配件制造领域，具体的，涉及一种离心摆式双质量飞轮。

背景技术

双质量飞轮是上世纪80年代末在汽车上出现的新配置，英文缩写称为DMFW（double mass flywheel）。它对于汽车动力传动系的隔振和减振有很大的作用。

发动机后端带齿圈的金属圆盘称为飞轮。飞轮用铸钢制成，具有一定的重量（汽车工程称为质量），用螺栓固定在曲轴后端面上，其齿圈镶嵌在飞轮外缘。发动机启动时，飞轮齿圈与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转起动。许多人以为，飞轮仅是在起动时才起作用，其实飞轮不但在发动机起动时起作用，还在发动机起动后贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性，同时将发动机动力传递至离合器。我们知道，四冲程发动机只有作功冲程产生动力，其它进气、压缩、排气冲程是消耗动力，多缸发动机是间隔地轮流作功，扭矩呈脉动输出，这样就给曲轴施加了一个周期变化的扭转外力，令曲轴转动忽慢忽快，缸数越少越明显。另外，当汽车起步时，由于扭力突然剧增会使发动机转速急降而熄火。利用飞轮所具有的较大惯性，当曲轴转速增高时吸收部分能量阻碍其降速，当曲轴转速降低时释放部分能量使得其增速，这样一增一降，提高了曲轴旋转的均匀性。当发动机等速运转时，各缸作用在曲轴上的扭转外力是周期变化的，因此曲轮相对于飞轮会发生强迫扭转振动，同时由于曲轴本身的弹性以及曲轴、平衡块、活塞连杆等运动件质量的惯性作用，曲轴会发生自由扭转振动，这两种振动会产生一种共振。因此有些发动机在其扭转振幅最大的曲轴前端加装了扭转减振器，用橡胶、硅油、或者干摩擦的形式，吸收能量以衰减扭转振动。

但是，由于汽车传动系的共振取决于传动系中所有旋转圆盘的惯性矩，临界转速越低惯性矩越大，共振也越大。在离合器上设置扭转减振器存在两个方面的局限性∶一不能使发动机到变速器之间的固有频率降低到怠速转速以下，即不能避免在怠速转速时产生共振的可能；二是由于离合器从动盘中弹簧转角受到限制，弹簧刚度无法降低，减振效果比较差。为了解决这两个问题，更有效地达到隔振和减振的目的，双质量飞轮就应运而生了。

双质量飞轮，就是将原来的一个飞轮分成两个部分，一部分保留在原来发动机一侧的位置上，起到原来飞轮的作用，用于起动和传递发动机的转动扭矩，这一部分称为初级质量。另一部分则放置在传动系变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量，这一部分称为次级质量双质量飞轮。两部分飞轮之间有一个环型的油腔，在腔内装有弹簧减振器，由弹簧减振器将两部分飞轮连接为一个整体，通过弹簧减振器来改变发动机与变速箱系统的固有频率，进而减少振动的传递，提高整车的舒适性。对于发动机转速较低的怠速工况和发动机转速较高的各种行驶工况，双质量飞轮相对于单质量飞轮对整车的振动能起到有效的抑制和隔振效果。但单一的弹簧减振的缺点在于通常仅在较窄的频率范围内有效，不能在某些发动机转速下提供较好的减振体验。

发明内容

本发明提供了一种离心摆式双质量飞轮，用以解决现有技术中弹簧减振通常仅在较窄的频率范围内有效，不能在某些发动机转速下提供较好的减振体验的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种离心摆式双质量飞轮，包括同轴设置的初级质量飞轮和次级质量飞轮，设置于初级质量飞轮和次级质量飞轮之间的弹性减震机构，其特征在于，所述初级质量飞轮包括主飞轮，所述主飞轮外周向主飞轮轴向一侧延伸形成外圈，所述主飞轮上套设有齿圈和信号齿圈；所述次级质量飞轮包括拨盘、花键毂，所述花键毂与拨盘同轴固定连接，所述拨盘同轴套置在主飞轮的外圈内，拨盘沿其周向设有两个或两个以上阻挡部，所述拨盘的任意两个阻挡部与主飞轮之间形成空腔，空腔内设置有弹性减震机构，所述次级质量飞轮远离初级质量飞轮的一面联接有保持架，所述保持架上沿圆周均匀分布有至少一个离心摆；所述保持架上设有与所述离心摆对应的导向窗口；所述离心摆包括两块质量块、滚柱，所述导向窗口穿置有滚柱衬垫，所述滚柱设置在导向窗口中并与滚柱衬垫配合，所述滚柱衬垫两端分别与质量块连接，两块质量块将保持架夹置在当中。

优选的，所述弹性减震机构包括弹簧和弹簧滑道，所述弹簧滑道设置在所述主飞轮上，所述弹簧依托在弹簧滑道内，弹簧两端分别抵住两个阻挡部。

优选的，所述保持架通过一个法兰盘联接在次级质量飞轮上。

优选的，所述法兰盘通过铆钉与次级质量飞轮中的拨盘和花键毂铆接固定。

优选的，所述保持架上设有两个或两个以上导向窗口，所述导向窗口对称分布在保持架上。

优选的，所述保持架上设有离心摆防护罩。

优选的，所述导向窗口为近似三角形，导向窗口内还设有限位块，质量块上设有安装孔，所述滚柱衬垫压制在限位块上并令限位块与滚柱衬垫两端压装在质量块的安装孔上。

优选的，所述质量块与保持架端面之间设置有摩擦垫片，摩擦垫片上设有卡子，摩擦垫片通过卡子卡在质量块上。

优选的，所述摩擦垫片为塑料摩擦垫片。

优选的，所述限位块为橡胶限位块。

本发明提供的离心摆式双质量飞轮具有如下优点：

1、结构简单，制造成本相对较低，性能更加稳定。

2、能进一步提升双质量飞轮对整车振动的抑制和隔离效果，提高驾乘舒适性。

3、离心摆由于离心力而在预先确定的谐振范围内振动，当离心摆在谐振范围内的振动叠加双质量飞轮的旋转运动时，离心摆的振动使得叠加的振动消除。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1沿A-A的剖视图；

图3是离心摆结构示意图。

图中所示：1、初级质量飞轮；11、主飞轮；12、齿圈；13、信号齿圈；14、盖盘；2、次级质量飞轮；21、花键毂；22、拨盘；221、阻挡部；3、保持架；31、导向窗口；4、离心摆；41、质量块；42、摩擦垫片；43、滚柱；44、限位块；45、滚柱衬垫；5、弹性减震机构；51、弹簧滑道；52、弹簧；6、法兰盘；7、离心摆防护罩。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

一种离心摆式双质量飞轮,包括同轴设置的初级质量飞轮1和次级质量飞轮2，设置于初级质量飞轮1和次级质量飞轮2之间的弹性减震机构5，弹性减震机构5将两部分飞轮连接为一个整体，所述弹性减震机构5能够在初级质量飞轮1和次级质量飞轮2相对转动时发生弹性变形。所述次级质量飞轮包括拨盘22、花键毂21，所述花键毂21与拨盘22同轴设置且固定连接。所述初级质量飞轮1包括主飞轮11、与主飞轮11同轴设置且固接的盖盘14，所述主飞轮11外周向主飞轮轴向一侧延伸形成外圈110，所述拨盘22直径小于主飞轮11的直径，其同轴套置在主飞轮11的外圈110内，并位于盖盘14与主飞轮11之间，所述拨盘22沿其周向均匀设有两个或两个以上阻挡部221，所述拨盘22的任意两个阻挡部221与主飞轮11之间形成空腔111，空腔111内设置有弹性减震机构5，弹性减震机构5包括弹簧52和弹簧滑道51，所述弹簧滑道51设置在所述主飞轮11上，所述弹簧52依托在弹簧滑道51内，弹簧52两端分别抵住两个阻挡部221。通过调节拨盘22阻挡部221的数量来调整弹簧52数量，从而调节双质量飞轮的扭转刚度，减少振动的传递。此外通过弹簧52弹性变形来改变发动机与变速箱系统的固有频率，进而提高整车的舒适性。

所述主飞轮上套设有齿圈12和信号齿圈13；所述初级质量飞轮1位于汽车发动机一侧，用于起动和传递发动机的转动扭矩，次级质量飞轮2位于传动系统变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量。

所述次级质量飞轮2远离初级质量飞轮1的一面联接有保持架3，优选的所述保持架3通过一个法兰盘6联接在次级质量飞轮2上，所述法兰盘6通过铆钉与所述拨盘22和花键毂21铆接。

所述保持架上沿圆周均匀分布有至少一个离心摆4，所述保持架3上设有与所述离心摆4对应的导向窗口31，离心摆4安装在导向窗口31上。

所述离心摆包括：两块质量块41、滚柱43。所述导向窗口31呈类（近似）三角形设计，导向窗口31穿置有滚柱衬垫45，所述滚柱43设置在导向窗口31中并与滚柱衬垫45配合，所述滚柱43用于在大离心力的作用下，引导离心摆4沿导向窗口31径向偏移，直至到达类三角形导向窗口31的顶点，偏移过程中为避免滚柱衬垫45撞击窗口产生异响，所述导向窗口31内设有限位块44，所述滚柱衬垫45压制在限位块44上，限位块44半包住滚柱衬垫45，并与限位块44配合，所述限位块44与滚柱衬垫45两端压装在质量块41的安装孔46上过盈配合固定。优选的，所述限位块44为橡胶限位块。所述滚柱衬垫45两端分别与质量块41连接，两块质量块41将保持架3夹置在当中。

所述质量块41与保持架3端面之间设置有摩擦垫片42，摩擦垫片42上设有卡子421，作为优选所述摩擦垫片42为塑料摩擦垫片。质量块41上设有固定孔47，摩擦垫片通过卡子421卡在固定孔47内，将摩擦垫片42卡在质量块41上。

所述导向窗口包括对称分布的两个窗口，每个窗口内均设有滚柱43、滚柱衬垫45和限位块44。所述保持架上设有离心摆防护罩7。

发动机运行时，通过曲轴将扭矩、转速依次传递给初级飞轮1和次级飞轮2，即次级飞轮2由发动机驱动运转，为发动机正常运行提供一定的惯量，储备一定的能量。

首先，采用本发明的双质量飞轮，在发动机转速较低的怠速工况，离心摆4受到的旋转离心力较小，保持架上均匀分布的离心摆形成的转动惯量也较小，此时发动机输出较小能量即可维持正常运转，无需对外输出较大的功率，因此在不影响发动机的整体性能的情况下，降低了怠速工况的油耗，双质量飞轮的转动惯量的降低，有利于减少发动机的油耗。在发动机转速较高的行驶工况，离心摆受到的旋转离心力较大，保持架上均匀分布的离心摆形成的转动惯量也较大，此时双质量飞轮较大的转动惯量有利于发动机的运转平稳性，有效抑制了发动机的自身振动，提高了整车的舒适性。

在发动机转速或扭矩突变的工况下，如离合器从动盘在分离、结合，紧急刹车，猛踩油门踏板的情况，形成了较大的发动机振动、噪声，由于离心力的作用，导向窗口31呈近似三角形设计，离心摆4沿保持架3的导向窗口31中径向方向移动，离心摆4会瞬时改变自身位置，改变双质量飞轮的总体惯量，从而吸收了发动机扭矩或转速突变引起的振动，提高了整车的舒适性。

本发明提供的离心摆式双质量飞轮结构简单，制造成本相对较低，性能更加稳定。离心摆由于离心力而在预先确定的谐振范围内振动，当离心摆在谐振范围内的振动叠加双质量飞轮的旋转运动时，离心摆的振动使得叠加的振动消除，能进一步提升双质量飞轮对整车振动的抑制和隔离效果，提高驾乘舒适性。

本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种离心摆式双质量飞轮，包括同轴设置的初级质量飞轮和次级质量飞轮，设置于初级质量飞轮和次级质量飞轮之间的弹性减震机构，其特征在于，所述初级质量飞轮包括主飞轮，所述主飞轮外周向主飞轮轴向一侧延伸形成外圈，所述主飞轮上套设有齿圈和信号齿圈；所述次级质量飞轮包括拨盘、花键毂，所述花键毂与拨盘同轴固定连接，所述拨盘同轴套置在主飞轮的外圈内，拨盘沿其周向设有两个或两个以上阻挡部，所述拨盘的任意两个阻挡部与主飞轮之间形成空腔，空腔内设置有弹性减震机构，所述次级质量飞轮远离初级质量飞轮的一面联接有保持架，所述保持架上沿圆周均匀分布有至少一个离心摆；所述保持架上设有与所述离心摆对应的导向窗口，所述导向窗口穿置有滚柱衬垫；所述离心摆包括两块质量块、滚柱，所述滚柱设置在导向窗口中并与滚柱衬垫配合，所述滚柱衬垫两端分别与质量块连接，两块质量块将保持架夹置在当中；所述弹性减震机构包括弹簧和弹簧滑道，所述弹簧滑道设置在所述主飞轮上，所述弹簧依托在弹簧滑道内，弹簧两端分别抵住两个阻挡部；所述保持架上设有两个或两个以上导向窗口，所述导向窗口对称分布在保持架上；所述保持架上设有离心摆防护罩；所述导向窗口为近似三角形，导向窗口内还设有限位块，质量块上设有安装孔，所述滚柱衬垫压制在限位块上并令限位块与滚柱衬垫两端压装在质量块的安装孔上；所述保持架通过一个法兰盘联接在次级质量飞轮上；所述法兰盘通过铆钉与次级质量飞轮中的拨盘和花键毂铆接固定；所述质量块与保持架端面之间设置有摩擦垫片，摩擦垫片上设有卡子，摩擦垫片通过卡子卡在质量块上。

2.根据权利要求1所述的一种离心摆式双质量飞轮，其特征在于，所述摩擦垫片为塑料摩擦垫片。

3.根据权利要求1所述的一种离心摆式双质量飞轮，其特征在于，所述限位块为橡胶限位块。

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