CN112984049A - 一种发动机的飞轮结构及发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发动机的飞轮结构及发动机，涉及车辆发动机领域。本发明的飞轮前盖上开设有用于与发动机曲轴连接的至少一组螺栓孔以及用于减小飞轮结构刚度的至少一组贯穿孔，其中，每组螺栓孔均匀分布在第一圆环上，每组贯穿孔均匀分布在第二圆环上，第一圆环与第二圆环同心布置。本发明考虑到了曲轴飞轮组工作时发生弯曲的激励不仅仅与燃烧激励有关，还与发动机后端飞轮结构的转动惯量有关，本发明通过设置贯穿孔从而减小了飞轮结构的刚度，以降低飞轮结构的惯量和改变飞轮结构的频率，从而使得飞轮结构的固有频率避开动力总成和整车悬架的频率，避免车内产生敲击噪音。
Description
技术领域
本发明涉及车辆发动机领域，特别是涉及一种发动机的飞轮结构及发动机。
背景技术
发动机在工作时由于各缸燃烧压力升高率变化比较大时发动机曲轴飞轮组发生弯曲变形，这种弯曲变形导致各个轴承座产生不同的敲击激励。特别是曲轴飞轮组的后端这种敲击激励更加明显。当这种激励发生的频率和整车的动力总成及悬架的频率接近时，车内会产生一种明显的低频敲击噪声。这种噪声产生源头在发动机最后端轴承座处。为了解决此问题，行业内传统的解决思路有：
1.优化燃烧系统降低曲轴飞轮组的弯曲变形激励，该方案的缺点为会降低发动机的热效率；
2.降低曲轴飞轮组零部件的刚度进而降低曲轴的频率，从而避开动力总成和整车悬架的频率，该方案的缺点为会导致成本增加；
3.对发动机增加包裹进而降低传递路径(解决声音的传递路径)，该方案的缺点为解决效果不明显，同时成本较高。
发明内容
本发明第一方面的目的是要提供一种发动机飞轮结构，解决现有技术中曲轴飞轮组敲击激励会导致车内产生敲击噪音的技术问题。
本发明第一方面的进一步目的是要降低飞轮的局部刚度。
本发明第二方面的目的是要提供一种具有上述发动机飞轮结构的发动机。
根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种发动机的飞轮结构，包括：
飞轮前盖，所述飞轮前盖上开设有用于与发动机曲轴连接的至少一组螺栓孔以及用于减小所述飞轮结构刚度的至少一组贯穿孔，其中，每组螺栓孔均匀分布在第一圆环上，每组贯穿孔均匀分布在第二圆环上，所述第一圆环与所述第二圆环同心布置。
可选地，任一个所述第一圆环的半径均小于任一个所述第二圆环的半径。
可选地，所述飞轮前盖包括：
本体，与所述发动机曲轴相对设置且呈阶梯状；以及
侧壁，其由所述本体的边缘向背离所述发动机曲轴方向弯折并延伸形成。
可选地，所述本体由一体成型的第一环体、第二环体和第三环体由内到外依次连接组成，其中，所述第一环体位于靠近所述飞轮前盖的中心处。
可选地，所述第一环体的厚度为范围在4.5mm～5.5mm之间的任一数值。
可选地，所述第二环体的厚度为范围在3.5mm～4.5mm之间的任一数值。
可选地，所述侧壁的厚度为范围在4mm～4.5mm之间的任一数值。
可选地，所述飞轮前盖上开设有一组贯穿孔，所述一组贯穿孔的数量为八个。
可选地，所述贯穿孔的直径为范围在23mm～27mm之间的任一数值。
根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种发动机，其安装有上述的飞轮结构，所述发动机通过位于所述飞轮结构中心处的花键与电机直接连接，以使得所述电机拖动所述发动机启动。
本发明的飞轮前盖上开设有用于与发动机曲轴连接的至少一组螺栓孔以及用于减小飞轮结构刚度的至少一组贯穿孔，其中，每组螺栓孔均匀分布在第一圆环上，每组贯穿孔均匀分布在第二圆环上，第一圆环与第二圆环同心布置。本发明考虑到了曲轴飞轮组工作时发生弯曲的激励不仅仅与燃烧激励有关，还与发动机后端飞轮结构的转动惯量有关，本发明通过设置贯穿孔从而减小了飞轮结构的刚度，以降低飞轮结构的惯量和改变飞轮结构的频率，从而使得飞轮结构的固有频率避开动力总成和整车悬架的频率，避免车内产生敲击噪音。
进一步地，本发明不仅仅在飞轮前盖上通过开设贯穿孔来降低飞轮结构的刚度，并且还通过减小飞轮前盖的厚度来降低飞轮结构的刚度，将第一环体的厚度由7mm降低至4.5mm～5.5mm范围内，将第二环体的厚度由7mm降低至3.5mm～4.5mm范围内，将侧壁的厚度由6mm降低至4mm～4.5mm范围内，从而进一步降低了飞轮结构的刚度。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的发动机的飞轮结构的示意性正视图；
图2是沿图1中的剖切线A-A截取的示意性剖视图；
图3是现有技术中发动机的飞轮结构和齿圈的示意性结构图；
图4是根据本发明一个实施例的发动机的飞轮结构的示意性俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1是根据本发明一个实施例的发动机的飞轮结构100的示意性正视图。如图1所示，在一个具体地实施例中，发动机的飞轮结构100包括飞轮前盖10，飞轮前盖10上开设有用于与发动机曲轴(图中未示出)连接的至少一组螺栓孔11以及用于减小飞轮结构100刚度的至少一组贯穿孔12，其中，每组螺栓孔11均匀分布在第一圆环上，每组贯穿孔12均匀分布在第二圆环上，第一圆环与第二圆环同心布置。
本发明考虑到了曲轴飞轮组工作时发生弯曲的激励不仅仅与燃烧激励有关，还与发动机后端飞轮结构100的转动惯量有关，本发明通过设置贯穿孔12从而减小了飞轮结构100的刚度，以降低飞轮结构100的惯量和改变飞轮结构100的频率，从而使得飞轮结构100的固有频率避开动力总成和整车悬架的频率，避免车内产生敲击噪音。这里，曲轴飞轮组包括发动机曲轴和飞轮结构100。
进一步地，任一个第一圆环的半径均小于任一个第二圆环的半径。也就是说，贯穿孔12均布置在螺栓孔11的外侧。
图2是沿图1中的剖切线A-A截取的示意性剖视图。如图2所示，飞轮前盖10包括本体21以及由本体21的边缘向背离发动机曲轴方向弯折并延伸形成的侧壁31，本体21与发动机曲轴相对设置且呈阶梯状。
进一步地，本体21由一体成型的第一环体211、第二环体212和第三环体213由内到外依次连接组成，其中，第一环体211位于靠近飞轮前盖10的中心处。在一个实施例中，第一环体211的厚度为范围在4.5mm～5.5mm之间的任一数值，第二环体212的厚度为范围在3.5mm～4.5mm之间的任一数值，侧壁31的厚度为范围在4mm～4.5mm之间的任一数值。在一个优选地实施例中，第一环体211的厚度为5mm，第二环体212的厚度为4mm，侧壁31的厚度为4.3mm。
本发明不仅仅在飞轮前盖10上通过开设贯穿孔12来降低飞轮结构100的刚度，并且还通过减小飞轮前盖10的厚度来达到降低飞轮结构100的刚度的目的。
在一个实施例中，飞轮前盖10上开设有一组贯穿孔12，一组贯穿孔12的数量为八个。具体地，贯穿孔12的直径为范围在23mm～27mm之间的任一数值。本发明对飞轮结构100的改变比较小，所以飞轮结构100的成本不会发生改变。在一个优选地实施例中，贯穿孔12的直径为25mm。
本发明还提供了一种发动机，其特征在于，发动机安装有上述任一项实施例中的飞轮结构100。对于飞轮结构100，这里不一一赘述。
图3是现有技术中发动机的飞轮结构100和齿圈200的示意性结构图，图4是根据本发明一个实施例的发动机的飞轮结构100的示意性俯视图。如图3和图4所示，并参见图2，在一个实施例中，本发明提供的发动机创新性地取消了飞轮结构100外侧的起动齿圈200，从而可以进一步地降低曲轴飞轮组的惯量，并且同时降低了发动机的整机成本。本发明取消了起动齿圈200，发动机通过位于飞轮结构100中心处的花键20与电机直接连接，以使得电机拖动发动机启动，所以取消了起动齿圈200对发动机没有造成任何功能上的影响。
本发明还提供了一种车辆，其安装有上述的发动机。对于发动机，这里不一一赘述。
本发明的技术人员在解决车内敲击噪声的问题时从激励源头分析问题，通过曲轴飞轮组的运动模态分析曲轴飞轮组弯曲变形发现除了燃烧激励的主要原因外还存在飞轮结构100惯量的次要影响因素。本发明通过降低曲轴飞轮组中飞轮结构100的惯量来降低飞轮结构100的弯曲变形。具体地，本发明通过降低飞轮结构100的局部刚度来实现飞轮结构100的惯量降低，从而使得飞轮结构100的敲击频率避开动力总成和整车悬架的频率，以降低车内敲击噪音。另外，飞轮结构100的惯量降低不会影响到发动机的燃烧系统，所以对发动机的整机热效率不会产生任何负面影响。
进一步地，本发明相比现有技术中被动的对发动机进行包裹的技术方案来说，本发明通过降低发动机的激励和调频，从源头和传递路径上解决了车内敲击噪声的问题，改善的效果明显好于简单的包裹。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种发动机的飞轮结构，其特征在于，包括：
飞轮前盖，所述飞轮前盖上开设有用于与发动机曲轴连接的至少一组螺栓孔以及用于减小所述飞轮结构刚度的至少一组贯穿孔，其中，每组螺栓孔均匀分布在第一圆环上，每组贯穿孔均匀分布在第二圆环上，所述第一圆环与所述第二圆环同心布置。
2.根据权利要求1所述的飞轮结构，其特征在于，
任一个所述第一圆环的半径均小于任一个所述第二圆环的半径。
3.根据权利要求1所述的飞轮结构，其特征在于，所述飞轮前盖包括：
本体，与所述发动机曲轴相对设置且呈阶梯状；以及
侧壁，其由所述本体的边缘向背离所述发动机曲轴方向弯折并延伸形成。
4.根据权利要求3所述的飞轮结构，其特征在于，
所述本体由一体成型的第一环体、第二环体和第三环体由内到外依次连接组成，其中，所述第一环体位于靠近所述飞轮前盖的中心处。
5.根据权利要求4所述的飞轮结构，其特征在于，
所述第一环体的厚度为范围在4.5mm～5.5mm之间的任一数值。
6.根据权利要求4所述的飞轮结构，其特征在于，
所述第二环体的厚度为范围在3.5mm～4.5mm之间的任一数值。
7.根据权利要求4所述的飞轮结构，其特征在于，
所述侧壁的厚度为范围在4mm～4.5mm之间的任一数值。
8.根据权利要求1所述的飞轮结构，其特征在于，
所述飞轮前盖上开设有一组贯穿孔，所述一组贯穿孔的数量为八个。
9.根据权利要求8所述的飞轮结构，其特征在于，
所述贯穿孔的直径为范围在23mm～27mm之间的任一数值。
10.一种发动机，其特征在于，所述发动机安装有如权利要求1-9中任一项所述的飞轮结构，所述发动机通过位于所述飞轮结构中心处的花键与电机直接连接，以使得所述电机拖动所述发动机启动。
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