CN113692506A - 具有串联的两个或更多个弹簧的隔离装置 - Google Patents

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Abstract

在一方面中，提供了一种隔离装置，该隔离装置包括轮毂、带轮和至少一个隔离弹簧装置，所述至少一个隔离弹簧装置包括串联的第一弹簧和第二弹簧。第一弹簧刚度大于第二弹簧刚度。在从轮毂和带轮中的第一者至第二者的扭矩传递期间开始，整个第一隔离弹簧在第二隔离弹簧的压缩期间沿着摩擦表面朝向轮毂和带轮中的第二者滑动，从而产生第一摩擦阻尼扭矩。在另一种方式的扭矩传递期间，第一隔离弹簧的至少一部分相对于摩擦表面保持静止，使得第一摩擦阻尼扭矩大于第二摩擦阻尼扭矩。

Description

具有串联的两个或更多个弹簧的隔离装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月8日提交的美国临时申请No.62/844,904的权益，该美国临时申请的全部内容通过参引并入本文。
技术领域
本说明书总体涉及用于在发动机的附件驱动器上使用的隔离装置，并且特别地涉及用于在结合马达发电机单元(MGU)或类似装置的混合动力发动机的附件驱动器上使用的隔离装置。
背景技术
对于发动机、并且特别是车辆发动机，通常在附件驱动器上设置有隔离器，以在所选择的发动机操作条件范围内将由发动机的曲轴驱动的外部扭矩载荷的固有频率减小到峰值输入扭矩频率以下。在一些隔离器中，除了设置一个或更多个弹簧之外，还设置有摩擦阻尼，该摩擦阻尼抑制隔离器进入谐振。阻尼可以对于该目的有效，然而，重要的是不能设置太多的阻尼，因为这会对隔离器作为减小外部扭矩载荷的固有频率的主要功能的性能产生不利的影响。
然而，在某些情况下，隔离器具有更大的阻尼量将是有利的。因此，将有利的是，提供在某些情况下具有增加的阻尼量、但不必一直具有增加的阻尼量的隔离器。
单独地，通常希望隔离器在某些情况下具有尽可能多的行程，而在其他情况下具有减小的行程量或至少不需要大的行程量。
发明内容
在一方面中，提供了一种隔离装置，该隔离装置包括轮毂、带轮和至少一个隔离弹簧装置。轮毂可以安装至轴。带轮以可旋转的方式安装至轮毂。至少一个隔离弹簧装置包括第一隔离弹簧和第二隔离弹簧。第一隔离弹簧和第二隔离弹簧中的每一者均是具有长度的螺旋压缩弹簧。第一隔离弹簧具有第一弹簧刚度。第二隔离弹簧具有第二弹簧刚度并且定位成与第一隔离弹簧串联。第一弹簧刚度大于第二弹簧刚度。第一隔离弹簧和第二隔离弹簧布置成使得：第一隔离弹簧将扭矩从第二隔离弹簧传递到轮毂和带轮中的第一者中，并且第二隔离弹簧将扭矩从第一隔离弹簧传递到轮毂和带轮中的第二者中。在从轮毂和带轮中的第一者到轮毂和带轮中的第二者的扭矩传递期间开始，整个第一隔离弹簧在第二隔离弹簧的压缩期间通过轮毂和带轮中的第一者沿着摩擦表面朝向轮毂和带轮中的第二者滑动，从而产生第一摩擦阻尼扭矩。在从轮毂和带轮中的第二者至轮毂和带轮中的第一者的扭矩传递期间开始，在通过轮毂和带轮中的第二者压缩第一隔离弹簧期间，第一隔离弹簧的至少一部分相对于摩擦表面保持静止并且整个第二隔离弹簧沿着摩擦表面滑动，从而产生第二摩擦阻尼扭矩。第一弹簧刚度和第二弹簧刚度以及第一隔离弹簧的长度和第二隔离弹簧的长度被选择成使得第一摩擦阻尼扭矩大于第二摩擦阻尼扭矩。
在另一方面中，提供了一种隔离装置，该隔离装置包括轮毂、带轮和至少一个隔离弹簧装置。轮毂可以安装至轴。带轮以可旋转的方式安装至轮毂。至少一个隔离弹簧装置包括第一隔离弹簧和第二隔离弹簧。第一隔离弹簧和第二隔离弹簧中的每一者都是螺旋压缩弹簧，该螺旋压缩弹簧具有第一端部、第二端部以及位于第一端部与第二端部之间的多个线圈。第一隔离弹簧的第一端部和第二隔离弹簧的第一端部彼此背对，并且第一隔离弹簧的第二端部和第二隔离弹簧的第二端部彼此面对。第一隔离弹簧和第二隔离弹簧各自具有直径，并且围绕隔离装置轴线沿着带轮内部的弧形路径延伸。第一隔离弹簧具有第一弹簧刚度，并且其中，第二隔离弹簧具有第二弹簧刚度并且定位成与第一隔离弹簧串联，其中，第一弹簧刚度大于第二弹簧刚度。第一隔离弹簧和第二隔离弹簧布置成使得：第一隔离弹簧将扭矩从第二隔离弹簧传递到轮毂和带轮中的第一者中，并且第二隔离弹簧将扭矩从第一隔离弹簧传递到轮毂和带轮中的第二者中。轮毂和带轮中的第一者上的第一弹簧驱动表面与第一隔离弹簧的第一端部接合，并且轮毂和带轮中的第二者上的第二弹簧驱动表面与第二隔离弹簧的第一端部接合。第二弹簧驱动表面在第二隔离弹簧的直径的第一部分上延伸，使得存在邻近第二弹簧驱动表面朝向隔离装置轴线的空间。该空间从第二弹簧驱动表面的侧边缘至第二隔离弹簧的相对于隔离装置轴线的径向内边缘在第二隔离弹簧的直径的第二部分上延伸。在从轮毂和带轮中的第一者至轮毂和带轮中的第二者的扭矩传递期间，至少一个隔离弹簧装置允许轮毂与带轮之间的在第一角运动范围内的相对运动，并且其中，在从轮毂和带轮中的第二者至轮毂和带轮中的第一者的扭矩传递期间，至少一个隔离弹簧装置允许轮毂与带轮之间的在第二角运动范围内的相对运动。第二弹簧刚度和空间的尺寸被选择成使得：在轮毂与带轮之间的通过第一隔离弹簧和第二隔离弹簧的扭矩传递期间的选定扭矩传递水平处，选定扭矩传递水平将第二隔离弹簧的线圈驱动成在第二隔离弹簧的相对于隔离装置轴线的径向内侧上彼此接触，这进而将第二隔离弹簧的自由端部处的线圈中的至少一个线圈驱动成倾斜到空间中，这进而允许第一角运动范围超过第二角运动范围。
附图说明
为了更好地理解本文所描述的实施方式并且为了更清楚地示出可以如何实施这些实施方式，现在将仅通过示例的方式参照附图，在附图中：
图1是根据本公开的实施方式的具有隔离装置的发动机的正视图。
图2是图1中所示的隔离装置的立体图。
图3是图2中所示的隔离装置的分解立体图。
图4是来自现有技术的隔离装置的隔离弹簧装置。
图5是来自图2中所示的隔离装置的隔离弹簧装置。
图6是图1中所示的隔离装置的一部分的立体图，该图示出了从隔离装置的轮毂至隔离装置的带轮的扭矩传递。
图7是图1中所示的隔离装置的一部分的立体图，该图示出了从隔离装置的带轮至隔离装置的轮毂的扭矩传递。
图8是图示了图1中所示的隔离装置在模拟发动机的试验机上输出的扭矩的曲线图。
图9是图示了从现有技术的隔离装置输出的扭矩的曲线图。
图10A是图6中所示的隔离装置的部分的平面图，该图示出了在从轮毂至带轮的扭矩传递期间可以获得的第一运动范围。
图10B是图7中所示的隔离装置的部分的平面图，该图示出了在从带轮至轮毂的扭矩传递期间可以获得的第二运动范围。
图11A是隔离弹簧装置的在隔离弹簧装置中的隔离弹簧中的一个隔离弹簧的线圈即将倾斜之前的放大的平面图。
图11B是隔离弹簧装置的紧接在隔离弹簧装置中的隔离弹簧中的一个隔离弹簧的线圈倾斜之后的放大的平面图。
图12是图2中所示的隔离装置的一部分的截面图。
图13是图2中所示的隔离装置的隔离弹簧装置中的隔离弹簧中的一个隔离弹簧的放大视图，其中，该隔离弹簧的某些表面可选地变平。
图14是图2中所示的隔离装置的变体的立体图，其中，每个隔离弹簧装置包括全部彼此串联的第一隔离弹簧、第二隔离弹簧和第三隔离弹簧。
图15是图2中所示的隔离装置的另一变体的立体图，其中，每个隔离弹簧装置包括第一隔离弹簧、第二隔离弹簧和第三隔离弹簧，其中，弹簧中的两个弹簧串联，并且第三弹簧与串联的两个弹簧并联。
图16是图2中所示的隔离装置的又一变体的立体图，该变体包括连接组成隔离弹簧装置的隔离弹簧的连接器。
除非另有具体说明，否则附图中所描绘的物体不一定按比例绘制。
具体实施方式
为了简单且清晰地图示，在认为合适的情况下，在附图中可以重复附图标记以指示对应或类似的元件。此外，阐述了许多具体细节以提供对本文所描述的一个或多个实施方式的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文所描述的实施方式。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和部件，以免使本文所描述的实施方式模糊。一开始应当理解的是，尽管在附图中图示并且在下面描述了示例性实施方式，但是本公开的原理可以使用任何数量的、无论目前是否已知的技术来实现。本公开不应以任何方式局限于附图中图示的和下文中描述的示例性实施方案和技术。
除非上下文另有说明，否则本说明书通篇所使用的各种术语可以作如下阅读和理解：通篇所使用的“或”是包括性的，就像写成“和/或”一样；通篇所使用的单数冠词和代词包括其复数形式，反之，冠词和代词的复数形式包括其单数形式；类似地，性别代词包括其互补的代词，使得代词不应被理解为将本文所描述的任何内容限制为由单一性别使用、实施、执行等；“示例性”应被理解为“说明性”或“举例性”而不是必须比其他实施方式“优选的”。可以在本文中进一步阐述术语的定义；如将通过阅读本说明书理解的是，这些定义可以适用于那些术语的先前和随后的实例。还将注意的是，除非另有明确说明或除非将其理解为明显必须表示“一个”，否则在所有情况下，术语“一个”的使用将被理解为表示“至少一个”。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本文所描述的系统、装置和方法进行改型、添加或省略。例如，系统和装置的部件可以是一体的或分离的。此外，本文所公开的系统和装置的操作可以由更多、更少或其他部件来执行，并且所描述的方法可以包括更多、更少或其他步骤。此外，可以以任何合适的顺序执行步骤。如在本文中所使用的，“每个”是指组的每个构件或组的子组的每个构件。
参照图1，该图示出了用于车辆的发动机10。发动机10包括驱动环状驱动元件的曲轴12，该环状驱动元件可以是例如带14。发动机10经由带14驱动(以虚线轮廓示出的)多个附件16，比如马达/发电机单元(MGU)和空调压缩机。每个附件16包括其上具有带轮13的附件轴15，该带轮13由带14驱动。此外，在本实施方式中示出了在空转轴17b上以17a示出的空转带轮以及形成带张紧器19的一部分的可旋转地安装在张紧臂19b上的张紧带轮19a。空转带轮17a和带张紧器19的功能是本领域技术人员公知的。
可以在一个或更多个位置设置隔离装置20而不是带轮从而控制曲轴12与附件轴15之间的扭矩传递。在图1中，隔离装置20设置在曲轴12上。隔离装置20在曲轴12与带14之间传递扭矩，但是减弱了来自曲轴12的被传输至带14的扭转振动。这种扭转振动、曲轴12的速度的振荡是内燃活塞发动机所固有的。这些振荡通过隔离装置20与带14隔离，并且因此减小了在其他方面由带14和附件轴15引起的应力。
参照图2和图3，这两幅图分别示出了隔离装置20的组装的立体图和分解的立体图。隔离装置20包括轮毂22、带轮24、每个均以28示出的第一隔离弹簧装置和第二隔离弹簧装置。在图2和图3所示的示例中，隔离装置20还包括可选的元件，所述可选的元件包括衬套29、密封件30和推力板35。
在所示的实施方式中，轮毂22包括轴适配器22a和驱动器22b。轴适配器22a适于以任何合适的方式安装至曲轴12。例如，轴适配器22可以具有穿过其中的轴安装孔口36，该轴安装孔口36限定了隔离装置20的旋转轴线A。轴安装孔口36可以构造成紧密地接纳曲轴12的端部。多个轴安装紧固件37比如螺栓(图1)可以插入穿过轴适配器22a和驱动器22b的远端端部38，以将轴适配器22a和驱动器22b固定地安装至曲轴12，使得轮毂22和曲轴12绕轴线A一起同步旋转。
驱动器22b包括分别以100a和100b示出的第一驱动臂和第二驱动臂100。每个驱动臂100具有第一轮毂/弹簧接口表面102和第二轮毂/弹簧接口表面104。第一轮毂/弹簧接口表面102和第二轮毂/弹簧接口表面104定位成与隔离弹簧装置28的端部接合，如下面进一步所描述的。
带轮24可旋转地联接至轴适配器22。带轮24具有包括带接合表面40的外表面，该带接合表面40构造成与带14接合(图1)。因此带14可以是多V带。
带轮24可以由主带轮部分24a和带轮覆盖件24b形成，该主带轮部分24a在其上包括带接合表面40，该带轮覆盖件24b与主带轮部分24a配合以限定用于保持第一隔离弹簧装置和第二隔离弹簧装置28的弹簧外壳42。
带轮24还包括内表面43。衬套27与带轮24的内表面43接合并且将带轮24可旋转地支承在轴适配器22a上。衬套27可以是具有选定的低摩擦系数的聚合物构件。用于衬套27的合适的材料包括例如某些形式的尼龙。
带轮24包括通过向内压入主带轮部分24a和带轮覆盖件24b的材料而形成的两对凸耳。第一对凸耳109a在图3中示出。第二对凸耳109b在图12中示出。第一对凸耳109a彼此面对，并且第二对凸耳109b也彼此面对。带轮24包括第一带轮/弹簧接口表面106和第二带轮/弹簧接口表面108，第一带轮/弹簧接口表面106和第二带轮/弹簧接口表面108定位成与隔离弹簧装置28的端部接合，如下面进一步描述的。在所示的实施方式中，第一带轮/弹簧接口表面106设置在凸耳109a和109b的第一侧上，并且第二带轮/弹簧接口表面108设置在凸耳109a和109b的第二侧上。
如上所述，隔离弹簧装置28设置成适应曲轴12相对于带14的速度的振荡。隔离弹簧装置28可以各自都包括第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112。第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112(图5)中的每一者都是螺旋压缩弹簧，并且优选地沿着带轮24内部的弧形路径延伸。第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112中的每一者都具有第一端部114、第二端部116和在第一端部114与第二端部116之间的多个线圈118。第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的第一端部114彼此背对，而第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的第二端部116彼此面对。第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112分别具有长度L1和L2(图5)，并且分别具有直径D1和D2(图5)。第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112具有相应的第一弹簧刚度K1和第二弹簧刚度K2。在所示的实施方式中，直径D1和D2大致相等，但它们不必严格相等。在所示的实施方式中，长度L1大于长度L2，然而这不必在所有实施方式中都是如此。在所示的实施方式中，第一弹簧刚度K1大于第二弹簧刚度K2，然而这不必在所有实施方式中都是如此。
第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112彼此串联地布置，使得第一隔离弹簧110将扭矩从第二隔离弹簧112传递到轮毂22和带轮24中的第一者中并且第二隔离弹簧112将扭矩从第一隔离弹簧110传递到轮毂22和带轮24中的第二者中。在图6所示的示例中，轮毂22和带轮24中的第一者是轮毂22并且轮毂22和带轮24中的第二者是带轮24。如在该示例中可见，第二隔离弹簧112的第一端部114相对于带轮24旋转地保持固定，而驱动器22b与第一隔离弹簧110的第一端部114接合。
因为第一弹簧刚度K1大于第二弹簧刚度K2，所以在从轮毂22和带轮24中的第一者到轮毂22和带轮24中的第二者的扭矩传递期间首先发生的是，整个第一隔离弹簧110在第二隔离弹簧112的压缩期间通过轮毂22和带轮24中的第一者沿着摩擦表面120(摩擦表面120在这种情况下是带轮覆盖件24b的表面)朝向轮毂22和带轮24中的第二者滑动，从而产生第一摩擦阻尼扭矩TF1。该阻尼扭矩可以在图8中以200示出的扭矩/位移曲线中看到。该阻尼扭矩TF1由第一隔离弹簧110沿着摩擦表面120的运动和第二隔离弹簧112的一部分沿着摩擦表面120的运动所产生的摩擦形成。在该示例中，第二隔离弹簧112的仅一部分沿着摩擦表面120移动或显著移动，因为第二隔离弹簧112的第一端部114与第二带轮/弹簧接口表面108接合。
在扭矩传递的该初始范围内(如图8中以202示出)，隔离弹簧装置28的有效弹簧刚度等于1/(1/K1+1/K2)。一旦通过第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的扭矩传递达到选定的第一扭矩传递水平TS1(图8)，第一隔离弹簧110被完全压缩，此时仅第二隔离弹簧112被继续压缩，这限定了扭矩传递的第二范围。在扭矩传递的该第二阶段，隔离弹簧装置28的有效弹簧刚度仅为弹簧刚度K2，因为第一弹簧实际上是已经被完全压缩的刚性构件。该扭矩传递的第二范围在图8中以204示出。
相比之下，图7(以及图8中的扭矩曲线250)图示了从轮毂22和带轮24中的第二者至轮毂22和带轮24中的第一者的扭矩传递。可以看出，第二隔离弹簧112的第一端部114与第一带轮/弹簧接口表面106接合。因此，最初，在通过轮毂22和带轮24中的第二者压缩第一隔离弹簧110期间，第二隔离弹簧112的一部分相对于摩擦表面120保持静止并且整个第二隔离弹簧112沿着摩擦表面120滑动，从而产生第二摩擦阻尼扭矩TF2(图8)。
第一弹簧刚度K1和第二弹簧刚度K2以及第一隔离弹簧110的长度L1和第二隔离弹簧112的长度L2影响第一摩擦阻尼扭矩TF1和第二摩擦阻尼扭矩TF2，并且可以选定为使得第一摩擦阻尼扭矩TF1大于第二摩擦阻尼扭矩TF2。第一摩擦阻尼扭矩TF1与第二摩擦阻尼扭矩TF2之间的差的大小至少部分取决于诸如为L1和L2选定的特定长度以及为K1和K2选定的特定弹簧刚度之类的因素。
此外，在图7中所示的示例中，关于图8中的曲线250，一旦通过第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的扭矩传递达到选定的第二扭矩传递水平TS2(图8)，第一隔离弹簧110会被再次完全压缩，此时仅第二隔离弹簧112继续被进一步压缩，这限定了扭矩传递的第二范围。可以看出，由于在从轮毂22和带轮24中的第一者到轮毂22和带轮24中的第二者的扭矩传递期间开始相对于在从轮毂22和带轮24中的第二者到轮毂22和带轮24中的第一者的扭矩传递期间开始存在阻尼扭矩量的增加，因此在第一隔离弹簧110被完全压缩并且隔离弹簧装置28进入第二扭矩传递范围时的选定的第一扭矩传递水平TS1高于在第一隔离弹簧110被完全压缩并且隔离弹簧装置28进入第二扭矩传递范围时的选定的第二扭矩传递水平TS2。
相比之下，现有技术的隔离弹簧装置在图4中以280示出并且具有在图9中以300示出的扭矩曲线。图9中所示的扭矩曲线300是以数学的方式导出的，因此看起来比从模拟发动机导出的图8中所示的扭矩曲线更清晰。图4所示的隔离弹簧装置280包括嵌套的第一隔离弹簧282和第二隔离弹簧284(即，使得第二隔离弹簧284嵌套在第一隔离弹簧282内并且比第一隔离弹簧282短)。在嵌套的弹簧的情况下，所提供的摩擦阻尼量或多或少仅取决于外弹簧(即第一隔离弹簧282)与其摩擦的摩擦表面(未示出)之间的摩擦。因此，无论是这种隔离器的轮毂将扭矩传递至带轮，还是带轮将扭矩传递至轮毂，阻尼扭矩量基本上没有差异。因此，曲线300表示扭矩传递的两种方式，(即，无论隔离弹簧组件280的哪一端部相对于隔离弹簧装置280滑动抵靠的摩擦表面移动)。
本文所描述的隔离装置20的这些特性在许多情况或应用中可能是有利的。例如，在发动机10配备有MGU 16a的情况下，发动机10可以具有两种启动模式，包括第一启动模式(称为钥匙启动)和第二启动模式(称为MGU启动)，在第一启动模式中，发动机10经由与飞轮接合的启动器马达来启动直到燃烧接管为止，在第二启动模式中，MGU经由带14来驱动曲轴12直到燃烧接管为止。在钥匙启动期间，可能希望在通过隔离装置20的扭矩传递的初始范围内具有相对高的摩擦量，并且可能希望使隔离弹簧装置28进入第二扭矩传递范围的扭矩尽可能地后移。这抑制了隔离装置20在第一扭矩传递范围与第二扭矩传递范围之间循环。然而，在MGU启动期间，由于某些原因可能不太需要摩擦阻尼。例如，在MGU启动期间，发生共振的可能性较低。
隔离装置20的另一特征在图11和图12中图示，并且涉及轮毂/弹簧接口表面102和104，并且特别地，涉及带轮/弹簧接口表面106和108。为了讨论该特征，轮毂/弹簧接口表面102和104或带轮/弹簧接口表面106和108中的与第一隔离弹簧110的第一端部114接合的一者将被称为第一弹簧驱动表面140，并且轮毂/弹簧接口表面102和104或带轮/弹簧接口表面106和108中的与第二隔离弹簧112的第一端部114接合的一者将被称为第二弹簧驱动表面142。在图6中所示的示例情况中，第一弹簧驱动表面140是第一轮毂/弹簧接口表面104，并且第二弹簧驱动表面142是第一带轮/弹簧接口表面106。
从图6和图12可以看出，第二弹簧驱动表面142在第二隔离弹簧112的直径D2的第一部分144上延伸，使得存在邻近第二弹簧驱动表面142朝向隔离装置轴线A的空间146。空间146从第二弹簧驱动表面142的侧边缘至第二隔离弹簧112的相对于隔离装置轴线A的径向内侧150在第二隔离弹簧112的直径D2的第二部分148上延伸。
从图10A和图10B可以看出，在从轮毂22和带轮24中的第一者至轮毂22和带轮24中的第二者的扭矩传递期间，隔离弹簧装置28允许轮毂22与带轮24之间的在第一角运动范围(图10A中所示的R1)上的相对运动，并且其中，在从轮毂22和带轮24中的第二者至轮毂22和带轮24中的第一者的扭矩传递期间，隔离弹簧装置允许轮毂22与带轮24之间的在图10B中所示的第二角运动范围R2上的相对运动。
第二弹簧刚度K2和空间146的尺寸选择成使得：在轮毂22与带轮24之间的通过第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的扭矩传递期间的选定扭矩传递水平TS3处，选定扭矩传递水平TS3将第二隔离弹簧112的线圈118驱动成在第二隔离弹簧112的相对于隔离装置轴线A的径向内侧150上彼此接触，并且将第二隔离弹簧112的第一端部114处的线圈118中的至少一个线圈驱动成倾斜到空间146中，这又允许第一角运动范围超过第二角运动范围。
这样做的原因是第一隔离弹簧110的第一弹簧刚度K1相对较高。因此，当第一弹簧驱动表面140是带轮/弹簧接口表面106和108中的一者时，第一隔离弹簧110没有倾斜到空间146中以使可用的运动范围延伸的趋势。第一运动范围相对于第二运动范围的这种延伸在某些情况下是有利的。例如，当发动机经钥匙启动时，提供尽可能大的运动范围以防止隔离装置20被锁定是有利的。然而，相比之下，在MGU启动期间，有时被认为有利的是，在隔离装置锁定之前具有更短的运动范围，以相对快速地向曲轴12提供高扭矩。
空间146可以在第二隔离弹簧112的直径的任何合适的量上延伸。在实施方式中，空间146可以在第二隔离弹簧112的直径的至少30％上延伸。在实施方式中，空间146可以在第二隔离弹簧112的直径的至少三分之一上延伸。
将要注意的是，图3至图12所示的实施方式中所示的第一隔离弹簧和第二隔离弹簧彼此相反地盘绕。因此，当扭矩通过第一隔离弹簧和第二隔离弹簧的相应的第二端部116彼此传递时，第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112不可能缠结。相比之下，如果第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112以相同方式盘绕(例如都是右旋盘绕或左旋盘绕)，则缠结将是可能的。
参照图13，该图示出了第二隔离弹簧112上的可选的特征。为了在通过隔离弹簧装置28施加的扭矩使得第二隔离弹簧112的线圈118彼此接触时使线圈118上的应力以及隔离弹簧112的线圈118之间的滑移减小，线圈118的以180示出的配合表面(即也称为线圈内表面180)在原料线材形成为第二隔离弹簧112之前被压平。
参照图14，该图示出了隔离装置20的变体，其中，每个隔离弹簧装置28包括第一隔离弹簧110、第二隔离弹簧112以及与第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112串联的第三隔离弹簧182。在所示的实施方式中，第三隔离弹簧182具有大于第二弹簧刚度K2的第三弹簧刚度K3，并且该第三弹簧刚度K3可以大于或小于第一弹簧刚度K1。上述关于阻尼扭矩量的增加、隔离装置进入扭矩传递的第二范围时的扭矩变化以及扭矩传递期间增加的运动范围的优点都存在于该变体中。
参照图15，该图示出了隔离装置20的另一变体，其中，每个隔离弹簧装置28包括第一隔离弹簧110、第二隔离弹簧112以及与第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112并联的第三隔离弹簧186。在所示的实施方式中，第三隔离弹簧182具有大于第二弹簧刚度K2的第三弹簧刚度K3，并且该第三弹簧刚度K3可以大于或小于第一弹簧刚度K1。上述关于阻尼扭矩量的增加、隔离装置进入扭矩传递的第二范围时的扭矩变化以及扭矩传递期间增加的运动范围的优点都存在于该变体中。
在图16中示出了隔离装置20的变体。可以看出，提供了连接器190，该连接器190保持第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的第二端部116。连接器包括板192、第一突出部194以及第二突出部196，其中，该板192接合第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的第二端部116，该第一突出部194从板192延伸到第一隔离弹簧110中(即延伸到第一隔离弹簧110中的中空部195中)，该第二突出部196从板192延伸到第二隔离弹簧112中(即延伸到第二隔离弹簧112中的中空部197中)。板192以及突出部194和196将第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的第二端部116保持成彼此平行，以在第一隔离弹簧110与第二隔离弹簧112之间保持在整个第二端部116上的扭矩传递。
应当注意的是，虽然本文的实施方式示出了曲轴12上的隔离装置20，但是替代性地，可以将隔离装置20设置在MGU 16a或任何其他合适的附件的轴上。在这些实施方式中，第一隔离弹簧110和第二隔离弹簧112的布置可能需要颠倒，这取决于应用何时需要更大的摩擦、更长的行程以及本文所描述的任何其他特征。
本领域技术人员将理解的是，还有更多可能替代的实施方式和改型，并且以上示例仅是一种或更多种实施方式的说明。因此，范围仅受所附权利要求及对其作出的任何修改的限制。

Claims (20)

1.一种隔离装置，包括：
轮毂，所述轮毂能够安装至轴；
带轮，所述带轮以可旋转的方式安装至所述轮毂；以及
至少一个隔离弹簧装置，所述至少一个隔离弹簧装置包括第一隔离弹簧和第二隔离弹簧，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧中的每一者是具有长度的螺旋压缩弹簧，其中，所述第一隔离弹簧具有第一弹簧刚度，并且其中，所述第二隔离弹簧具有第二弹簧刚度并且定位成与所述第一隔离弹簧串联，其中，所述第一弹簧刚度大于所述第二弹簧刚度，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧布置成使得：所述第一隔离弹簧将扭矩从所述第二隔离弹簧传递到所述轮毂和所述带轮中的第一者中并且所述第二隔离弹簧将扭矩从所述第一隔离弹簧传递到所述轮毂和所述带轮中的第二者中，
其中，在从所述轮毂和所述带轮中的所述第一者至所述轮毂和所述带轮中的所述第二者的扭矩传递期间开始，整个第一隔离弹簧在所述第二隔离弹簧的压缩期间通过所述轮毂和所述带轮中的所述第一者沿着摩擦表面朝向所述轮毂和所述带轮中的所述第二者滑动，从而产生第一摩擦阻尼扭矩，并且
其中，在从所述轮毂和所述带轮中的所述第二者至所述轮毂和所述带轮中的所述第一者的扭矩传递期间开始，在通过所述轮毂和所述带轮中的所述第二者压缩所述第一隔离弹簧期间，所述第一隔离弹簧的至少一部分相对于所述摩擦表面保持静止并且整个第二隔离弹簧沿着所述摩擦表面滑动，从而产生第二摩擦阻尼扭矩，并且
其中，所述第一弹簧刚度和所述第二弹簧刚度以及所述第一隔离弹簧的长度和所述第二隔离弹簧的长度被选择成使得所述第一摩擦阻尼扭矩大于所述第二摩擦阻尼扭矩。
2.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧彼此直接抵接。
3.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述第一隔离弹簧直接抵接所述轮毂和所述带轮中的所述第一者，并且所述第二隔离弹簧直接抵接所述轮毂和所述带轮中的所述第二者。
4.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述轮毂和所述带轮中的所述第一者是所述轮毂，并且所述轮毂和所述带轮中的所述第二者是所述带轮。
5.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述轮毂和所述带轮中的所述第一者是所述带轮，并且所述轮毂和所述带轮中的所述第二者是所述轮毂。
6.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述至少一个隔离弹簧装置中的每个隔离弹簧装置还包括第三隔离弹簧，所述第三隔离弹簧与所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧串联地作用。
7.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述至少一个隔离弹簧装置中的每个隔离弹簧装置还包括第三隔离弹簧，所述第三隔离弹簧与所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧并联地作用。
8.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，在所述第一隔离弹簧与所述第二隔离弹簧之间定位有传递构件，使得所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧两者都直接抵接所述传递构件。
9.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述摩擦表面设置在弹簧外壳上，所述弹簧外壳包括在所述带轮中并且至少部分地封围所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧。
10.根据权利要求9所述的隔离装置，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧围绕隔离装置轴线沿着所述弹簧外壳的内部的弧形路径延伸，并且其中，所述摩擦表面是所述弹簧外壳的与所述第一隔离弹簧的径向外表面接合的表面，其中，所述第一隔离弹簧的所述径向外表面相对于所述隔离装置轴线径向向外。
11.根据权利要求1所述的隔离装置，还包括连接器，所述连接器保持所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部，其中，所述连接器包括板、第一突出部以及第二突出部，所述板接合所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部，所述第一突出部从所述板延伸到所述第一隔离弹簧中，所述第二突出部从所述板延伸到所述第二隔离弹簧中，其中，所述板和突出部将所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部保持成彼此平行，以在所述第一隔离弹簧与所述第二隔离弹簧之间保持在整个第二端部上的扭矩传递。
12.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧中的每一者均是螺旋压缩弹簧，所述螺旋压缩弹簧具有第一端部、第二端部以及位于所述第一端部与所述第二端部之间的多个线圈，其中，所述第一隔离弹簧的第一端部和所述第二隔离弹簧的第一端部彼此背对，并且所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部彼此面对，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧各自具有直径，并且围绕隔离装置轴线沿着所述带轮的内部的弧形路径延伸，
其中，所述轮毂和所述带轮中的所述第一者上的第一弹簧驱动表面与所述第一隔离弹簧的第一端部接合，并且所述轮毂和所述带轮中的所述第二者上的第二弹簧驱动表面与所述第二隔离弹簧的第一端部接合，其中，所述第二弹簧驱动表面在所述第二隔离弹簧的直径的第一部分上延伸，使得存在邻近所述第二弹簧驱动表面朝向所述隔离装置轴线的空间，其中，所述空间从所述第二弹簧驱动表面的侧边缘至所述第二隔离弹簧的相对于所述隔离装置轴线的径向内边缘在所述第二隔离弹簧的直径的第二部分上延伸，
其中，在从所述轮毂和所述带轮中的所述第一者至所述轮毂和所述带轮中的所述第二者的扭矩传递期间，所述至少一个隔离弹簧装置允许所述轮毂与所述带轮之间的在第一角运动范围内的相对运动，并且其中，在从所述轮毂和所述带轮中的所述第二者至所述轮毂和所述带轮中的所述第一者的扭矩传递期间，所述至少一个隔离弹簧装置允许所述轮毂与所述带轮之间的在第二角运动范围内的相对运动，
其中，所述第二弹簧刚度和所述空间的尺寸被选择成使得：在所述轮毂与所述带轮之间的通过所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧的扭矩传递期间的选定扭矩传递水平下，所述选定扭矩传递水平将所述第二隔离弹簧的线圈驱动成在所述第二隔离弹簧的相对于所述隔离装置轴线的径向内侧上彼此接触，这进而将所述第二隔离弹簧的自由端部处的线圈中的至少一个线圈驱动成倾斜到所述空间中，这进而允许所述第一角运动范围超过所述第二角运动范围。
13.根据权利要求1所述的隔离装置，其中，所述第二隔离弹簧包括多个线圈，其中，所述线圈具有线圈内部表面，所述线圈内部表面是平坦的并且能够在通过所述隔离装置的扭矩传递处于选定扭矩传递水平时彼此配合。
14.一种隔离装置，包括：
轮毂，所述轮毂能够安装至轴；
带轮，所述带轮以可旋转的方式安装至所述轮毂；以及
至少一个隔离弹簧装置，所述至少一个隔离弹簧装置包括第一隔离弹簧和第二隔离弹簧，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧中的每一者均是螺旋压缩弹簧，所述螺旋压缩弹簧具有第一端部、第二端部以及位于所述第一端部与所述第二端部之间的多个线圈，其中，所述第一隔离弹簧的第一端部和所述第二隔离弹簧的第一端部彼此背对，并且所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部彼此面对，其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧各自具有直径，并且围绕隔离装置轴线沿着所述带轮的内部的弧形路径延伸，
其中，所述第一隔离弹簧具有第一弹簧刚度，并且其中，所述第二隔离弹簧具有第二弹簧刚度并且定位成与所述第一隔离弹簧串联，其中，所述第一弹簧刚度大于所述第二弹簧刚度，
其中，所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧布置成使得：所述第一隔离弹簧将扭矩从所述第二隔离弹簧传递到所述轮毂和所述带轮中的第一者中，并且所述第二隔离弹簧将扭矩从所述第一隔离弹簧传递到所述轮毂和所述带轮中的第二者中，
其中，所述轮毂和所述带轮中的所述第一者上的第一弹簧驱动表面与所述第一隔离弹簧的第一端部接合，并且所述轮毂和所述带轮中的所述第二者上的第二弹簧驱动表面与所述第二隔离弹簧的第一端部接合，其中，所述第二弹簧驱动表面在所述第二隔离弹簧的直径的第一部分上延伸，使得存在邻近所述第二弹簧驱动表面朝向所述隔离装置轴线的空间，其中，所述空间从所述第二弹簧驱动表面的侧边缘至所述第二隔离弹簧的相对于所述隔离装置轴线的径向内边缘在所述第二隔离弹簧的直径的第二部分上延伸，
其中，在从所述轮毂和所述带轮中的所述第一者至所述轮毂和所述带轮中的所述第二者的扭矩传递期间，所述至少一个隔离弹簧装置允许所述轮毂与所述带轮之间的在第一角运动范围内的相对运动，并且其中，在从所述轮毂和所述带轮中的所述第二者至所述轮毂和所述带轮中的所述第一者的扭矩传递期间，所述至少一个隔离弹簧装置允许所述轮毂与所述带轮之间的在第二角运动范围内的相对运动，
其中，所述第二弹簧刚度和所述空间的尺寸被选择成使得：在所述轮毂与所述带轮之间的通过所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧的扭矩传递期间的选定扭矩传递水平下，所述选定扭矩传递水平将所述第二隔离弹簧的线圈驱动成在所述第二隔离弹簧的相对于所述隔离装置轴线的径向内侧上彼此接触，这进而将所述第二隔离弹簧的自由端部处的线圈中的至少一个线圈驱动成倾斜到所述空间中，这进而允许所述第一角运动范围超过所述第二角运动范围。
15.根据权利要求14所述的隔离装置，其中，所述空间在所述第二隔离弹簧的直径的至少30％上延伸。
16.根据权利要求14所述的隔离装置，其中，所述空间在所述第二隔离弹簧的直径的至少三分之一上延伸。
17.根据权利要求14所述的隔离装置，其中，所述轮毂和所述带轮中的所述第一者是所述轮毂，并且所述轮毂和所述带轮中的所述第二者是所述带轮。
18.根据权利要求14所述的隔离装置，还包括连接器，所述连接器保持所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部，其中，所述连接器包括板、第一突出部以及第二突出部，所述板接合所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部，所述第一突出部从所述板延伸到所述第一隔离弹簧中，所述第二突出部从所述板延伸到所述第二隔离弹簧中，其中，所述板和突出部将所述第一隔离弹簧的第二端部和所述第二隔离弹簧的第二端部保持成彼此平行，以在所述第一隔离弹簧与所述第二隔离弹簧之间保持在整个第二端部上的扭矩传递。
19.根据权利要求14所述的隔离装置，其中，所述至少一个隔离弹簧装置中的每个隔离弹簧装置还包括第三隔离弹簧，所述第三隔离弹簧与所述第一隔离弹簧和所述第二隔离弹簧串联地作用并且定位在所述第一隔离弹簧与所述第二隔离弹簧之间。
20.根据权利要求14所述的隔离装置，其中，所述第二隔离弹簧包括多个线圈，其中，所述线圈具有线圈内部表面，所述线圈内部表面是平坦的并且能够在通过所述隔离装置的扭矩传递处于选定扭矩传递水平时彼此配合。
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