CN113710921B - 离心摆减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于飞轮(1)的离心摆减振器(2)，包括：‑多个摆配重(200)，所述多个摆配重围绕离心摆减振器的中心轴线(C)周向布置，其中，该离心摆减振器还包括：‑多个封闭隔间()，所述多个封闭隔间围绕中心轴线周向布置，其中至少一个摆配重布置在所述多个封闭隔间中的每一个封闭隔间中，其中如在周向方向上所见，流体通道(306)至少设置在两个邻接的封闭隔间之间，并且其中该流体通道流体连接所述两个邻接的封闭隔间。

Description

离心摆减振器

技术领域

本发明涉及一种用于飞轮的离心摆减振器。本发明还涉及一种用于内燃发动机的飞轮布置和一种车辆。

本发明可以应用于车辆，诸如，卡车、公共汽车和施工设备。虽然本发明将关于重型卡车进行描述，但是本发明不限于此特定车辆，而是也可以用于其它车辆，诸如，轻型卡车、铰接式运输车、挖掘机、轮式装载机和反铲装载机。

背景技术

已知将飞轮连接到车辆的内燃发动机的曲轴。飞轮用于均衡发动机的不均匀的动力输出，而发动机的不均匀的动力输出是由气缸的燃烧循环期间发动机的每个气缸的不均匀的动力输出造成的。

还已知的是，将离心摆减振器连接到飞轮，以减少曲轴的振动。已发现振动对于较节省燃料的发动机较常见。随着降低燃料消耗的趋势，发动机振动因而已成为现代车辆中较常见的问题。用于飞轮的离心摆减振器包含围绕飞轮的中心轴线周向布置的多个摆配重，这些摆配重可相对于飞轮移动，从而阻尼振动。

DE102016205765 A1中公开了离心摆装置的实例。该文献公开了一种离心摆装置，该离心摆装置包括可以相对于载架盘执行摆运动的一个或多个摆质量。离心摆装置还包括布置在旋转轴线与摆配重之间的缓冲环，其中该环可以通过摆运动相对于载架盘执行摩擦滑动移动。

对于频繁使用的大多数机械部件来说，离心摆减振器需要维修，并且甚至其某些零件可能由于磨损而需要在某时间后更换和/或修理。当离心摆减振器连接到提供高动力输出的较大发动机(诸如，重型卡车的发动机)时，特别需要定期维护。

为了最小化维修成本，需要提高离心摆减振器的耐用性。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目标是提供在使用期间具有提高的耐用性和提高的可靠性的离心摆减振器和/或飞轮布置。

根据第一方面，该目标由根据本发明的离心摆减振器实现。根据第二方面，该目标由根据本发明的飞轮布置实现。根据第三方面，该目标由根据本发明的车辆实现。

根据本发明的第一方面，该目标由一种用于飞轮的离心摆减振器实现，该离心摆减振器包括：

-多个摆配重，所述多个摆配重围绕离心摆减振器的中心轴线周向布置，其中离心摆减振器还包括：

-多个封闭隔间，所述多个封闭隔间围绕中心轴线周向布置，其中至少一个摆配重布置在所述多个封闭隔间中的每一个中，

其中如在周向方向上所见，流体通道至少设置在两个邻接的封闭隔间之间，并且其中该流体通道流体连接所述两个邻接的封闭隔间。

通过提供如本文所公开的离心摆减振器，实现了使用期间较耐用且可靠的功能。更明确地说，已认识到，通过在封闭隔间中设置摆配重，摆配重可以通过例如油脂来有效率地润滑，这已显示出在使用期间提高了耐用性和可靠性。当摆配重移动时，某些零件可能受到磨损的影响。通过润滑接触表面，可以减少磨损，从而在使用期间提高了耐用性和可靠性。进一步，通过至少在两个邻接的封闭隔间之间设置如本文所公开的流体通道，润滑剂的量可以在封闭隔间之间有效率地平衡。因此，已进一步认识到，通过为润滑剂设置平衡通道，可以甚至更进一步提高耐用性和可靠性。因此，根据实施例，至少两个邻接的封闭隔间可以一起形成容纳润滑剂的一个封闭空间。进一步，通过至少一个流体通道，润滑剂可以未必需要填充在封闭隔间中的每一个中。因此，可能足够的是，仅在一个位置处用润滑剂填充，并且此后，在旋转期间，润滑剂可以被提供到所有连接的封闭隔间。因而，可以减少制造和/或维修所需的时间。

可选地，如在周向方向上所见，流体通道可以设置在每两个邻接的封闭隔间之间，其中每个流体通道流体连接每两个邻接的封闭隔间。因而，可以在离心摆减振器的所有封闭隔间之间执行润滑剂的量的平衡。因此并且仍然可选地，封闭隔间可以围绕离心摆减振器的整个圆周流体连接。

可选地，流体通道可以设置在两个邻接的封闭隔间之间的径向顶部区域处。事实上，已认识到由于离心力，润滑剂倾向于从中心轴线径向向外移动。因此，通过将流体通道设置在径向顶部区域(即，径向最外部区域)处，可以进一步改进封闭隔间之间的润滑剂流动。

可选地，流体通道可以在离心摆减振器的周向延伸部中具有主延伸部。仍然可选地，流体通道的任何部分的流动方向可以不偏离离心摆减振器的对应切向方向超过30度。

可选地，离心摆减振器可以还包括在其周向方向上延伸并适于连接到飞轮的环构件，其中流体通道至少部分地设置在环构件中。已发现，由于制造原因，可以有效率的是，在离心摆减振器的独立环构件中设置通道。仍然可选地，环构件可以包括适于将环构件连接到飞轮的至少一个连接部分，所述至少一个连接部分朝向中心轴线径向向内延伸，并且其中流体通道至少部分设置在所述至少一个连接部分中。仍然可选地，环构件可以为多个封闭隔间限定径向外壁。仍然可选地，所述至少一个连接部分可以朝向中心轴线并且在两个邻接的封闭隔间之间径向向内延伸。因此，所述至少一个连接部分可以可选地为至少一个封闭隔间限定周向端壁。仍然可选地，环构件可以由钢合金(优选为轴承钢)制成，这提供了高强度和耐久性。仍然可选地，飞轮可以由铁(诸如，铸铁，优选为灰铸铁)制成。因此，已发现优选的是，为环构件和飞轮提供不同材料。

可选地，摆配重中的至少一个可以包括至少一个支承表面，所述至少一个支承表面适于与离心摆减振器的至少一个对应支承表面协作，以允许摆配重在使用期间遵循预定摆路径，摆配重的至少一个支承表面设置在摆配重的径向外侧上。也就是说，已发现，将支承表面设置在摆配重的径向外侧上同时还将摆配重设置在封闭隔间中，在使用期间经受磨损的支承表面可以被有效率地润滑并且因此磨损可以减少。还认识到，将流体通道和协作的支承表面设置在径向顶部区域中是有益的，因为接触表面的润滑将得到进一步改进。仍然可选地，摆配重中的包括所述至少一个支承表面的至少一个摆配重可以包括两个周向偏移的支承表面，这两个周向偏移的支承表面设置在所述至少一个摆配重的径向外侧上。仍然可选地，摆配重中的包括所述至少一个支承表面的至少一个摆配重可以包括插入在协作的支承表面之间的滚动元件。滚动元件优选为辊元件，但是例如也可以是球。

在本文中，预定摆路径位于垂直于中心轴线的平面内。预定摆路径可以是等时曲线。

可选地，可以形成协作的支承表面，以在使用期间提供摆配重的等时摆运动。仍然可选地，在滚动元件设置在支承表面之间的情况下，协作的支承表面和滚动元件可以形成和/或定尺寸为在使用期间提供摆配重的等时摆运动。

可选地，封闭隔间可以包括润滑剂，优选为油脂，即使也可以使用其它润滑剂，诸如，油。

根据本发明的第二方面，该目标由一种用于内燃发动机的飞轮布置实现，该飞轮布置包括，

-飞轮，该飞轮被构造成连接到发动机的曲轴，以围绕中心轴线共同旋转，以及

-根据第一方面的实施例中的任一个的离心摆减振器。

由飞轮布置提供的优点和效果在很大程度上类似于由本发明的第一方面提供的优点和效果。还应注意，本发明的第一方面的每个实施例适用于本发明的第二方面的每个实施例，反之亦然。

可选地，飞轮布置可以还包括设置在飞轮的侧面上的盖板，其中多个封闭隔间由飞轮的侧面和盖板封闭。仍然可选地，流体通道可以至少部分设置在盖板中。仍然可选地，流体通道可以至少部分设置在飞轮的侧面中。

根据本发明的第三方面，该目标由一种车辆实现，该车辆包括根据第一方面的实施例中的任一个的离心摆减振器或根据第二方面的实施例中的任一个的飞轮布置。

由车辆提供的优点和效果在很大程度上类似于由本发明的第一方面和第二方面提供的优点和效果。还应注意，本发明的第一方面和第二方面的每个实施例适用于本发明的第三方面的每个实施例，反之亦然。

下文描述和随附权利要求书中公开了本发明的其它优点和有利特征。

附图说明

参照附图，下文是作为实例引述的本发明的实施例的更详细描述。

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的车辆，

图2是根据本发明的实施例的飞轮布置的透视图，

图3是图2中的飞轮布置的分解图，

图4是示出了图2中的飞轮布置的一部分的平面图，

图5是沿着图4中的线V-V截取的横截面，以及

图6是根据本发明的实施例的止动元件的放大图。

附图示出本发明的示意性示范性实施例，并且因此未必按比例绘制。应理解，所示出且描述的实施例是示范性的，并且本发明不限于这些实施例。还应注意，可在附图中夸示一些细节以便较好地描述和图示本发明。除非另有表述，否则相同附图标记在本说明书全文中表示相同元件。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的重型卡车形式的车辆3。车辆3包含动力系4，该动力系具有连接到曲轴(未示出)的发动机5，飞轮布置1连接到曲轴以共同旋转。驱动轴6经由变速器8将发动机5连接到车辆3的驱动轮7，该变速器经由离合器(未示出)连接到飞轮。

图2中更详细地示出了根据本发明的实施例的飞轮布置1。还参考以分解图示出了飞轮布置1的图3和更详细地示出了飞轮布置的一部分的图4。飞轮布置1包括：飞轮100，该飞轮被构造成连接到发动机的曲轴，以实现围绕中心轴线C的共同旋转；以及离心摆减振器2。离心摆减振器2包括围绕中心轴线C周向布置的多个摆配重200，并且每个摆配重被构造成在使用期间可沿着预定摆路径移动。在此实施例中，有五个摆配重200，即使可以有更多和更少的摆配重，这些摆配重周向布置在中心轴线C与飞轮100的径向周边表面101之间，面向飞轮100的侧面103。离心摆减振器2还包括独立的环构件300，该环构件在周向方向上延伸，并且位于摆配重200径向外侧。环构件300包括环形主要部分303，该环形主要部分具有五个连接部分304，这些连接部分经由飞轮100上的连接孔口102而将环构件300连接到飞轮100。环形主要部分303优选压配合到飞轮100中。连接部分304在每两个周向邻接的摆配重200之间径向向内延伸。进一步，环构件300优选由轴承钢制成，这例如有益于以高精度制造环构件300的支承表面301。另一方面，飞轮100优选由铁(诸如，铸铁，优选为灰铸铁)制成。以这种方式，实现了高热导性和良好的阻尼特性。

飞轮布置1还包括盖板600，该盖板设置在飞轮100的轴向侧面103处，以覆盖摆配重200免于接触外部环境。此处，盖板600经由螺钉601而附接到环构件300，并经由螺钉602而附接到飞轮100。飞轮100、环构件300和盖板600一起形成五个封闭隔间B，这些封闭隔间密封地封闭每个相应摆配重200。因此，封闭隔间B可以填充有润滑剂(未示出)，该润滑剂优选为油脂。在此实施例中，环构件300为多个封闭隔间B限定径向外壁。盖板600示出在图3和图5中，并且在图2和图4中被省略，以较清楚地示出飞轮布置和离心摆减振器的其它部分。

此外，连接部分304为每个封闭隔间B限定周向相对的端壁。为了改进润滑并平衡封闭隔间B之间的油脂量，如在周向方向上所见，流体通道306设置在每两个邻接的封闭隔间B之间，并且流体通道306流体连接每两个邻接的封闭隔间。因此，封闭隔间B一起形成容纳润滑剂的一个封闭空间。每个流体通道306还在飞轮布置100的周向延伸部中具有其主延伸部。

每个摆配重200具有如在垂直于中心轴线C的平面(或截面)中所见的环形扇形的基本形状。因此，摆配重200的面向环构件300的外周表面206是具有第一曲率半径的凸表面，并且摆配重200的内周表面207是具有第二曲率半径的凹表面，第二曲率半径小于第一曲率半径。内支承表面201设置在形成于摆配重200的外周表面206中的凹部205上。支承表面201适于与环构件300的对应支承表面301协作，以允许摆配重在使用期间遵循预定摆路径。环构件300的支承表面301相对于每个摆配重200设置在径向外侧上。对于每个摆配重200，在环构件300上有两个周向偏移的支承表面301，它们与摆配重200上的对应的周向偏移的支承表面201协作。更进一步，滚动元件400插入在协作的支承表面之间。滚动元件400此处呈辊元件的形式。对于每个摆配重200，有两个周向分离的滚动元件400。根据实施例，这可以表示为双线摆构造。可选地，摆运动可以是所谓的等时摆运动。

此实施例的环构件300还包括从环形主要部分303径向向内延伸的多个突起302。外支承表面301至少部分形成在这样的突起302上。摆配重200包括形成在外周表面206中而与内支承表面201中的每一个连接的两个凹穴202，其中每个凹穴202被构造成当摆配重200沿着预定摆路径移动时在飞轮布置1的使用期间接纳突起302中的一个的一部分。

离心摆减振器2还包括用于摆配重200中的至少一个的至少一个止动元件500，所述至少一个止动元件被定位成使得其限定预定摆路径的端点，在该端点处，摆配重中的至少一个被构造成与所述至少一个止动元件接触。进一步，根据该实施例，旨在接触至少一个摆配重200的至少一个止动元件的至少一部分包括铜合金，诸如，黄铜和/或青铜。因此，在使用期间，施加在止动元件500上的冲击力可以被有效率地阻尼。在此实施例中，为五个摆配重200设置了五个止动元件500。因此，止动元件500中的每一个被构造成为两个周向邻接的摆配重的相应预定摆路径提供端点。此外，在此实施例中，每个止动元件500将每个连接部分304连接到飞轮100。

特别参照图3，可以看出五个止动元件500是独立元件。因此，通过将止动元件500制造为独立元件，当例如磨损时，它们可以更容易地被更换，这有利于维修。在此特定实施例中，止动元件500经由螺钉501而附接到飞轮布置1，但是可以使用任何其它类型的附接装置。

如可以进一步看到的，在此实施例中，止动元件500相对于这些止动元件500被构造成在使用期间接触的摆配重200径向向内定位。因此，在径向向外位置为摆配重200提供了较多空间。通过将止动元件500设置在此位置处，每个摆配重200的摆运动可以分别由配重200和独立环构件300的协作的支承表面201、301提供。因此，由于离心力将迫使润滑剂在离心摆减振器2的旋转期间向外移动，协作的支承表面201、301可以在此径向外空间中被有效率地润滑。改进的润滑将转而减少磨损，并且因而，耐用性和可靠性可以提高。

更进一步，在图2至图4所示的实施例中，每个止动元件500设置在两个周向邻接的摆配重200之间，并且被定位成使得其限定两个周向邻接的摆配重200的预定摆路径的相应端点，在这些端点处，两个邻接的摆配重被构造成与止动元件500接触。更进一步，如此实施例所示，每个止动元件500以单一件制成，但是它们也可以由多于一件制成。

如可以进一步看到的，每个止动元件500设置在飞轮100的接纳区段104中，该接纳区段将每个止动元件500相对于飞轮100周向定位。接纳区段104是呈飞轮1上的凹部的形式，从而为止动元件500提供了座表面。接纳区段104限定了止动元件500的位置，从而导致到飞轮100的牢固连接。进一步，接纳区段104已被示出为有助于维修和维护操作，因为它为止动元件500提供了预定位置。因此，在维护/修理工作期间，技术人员可能不需要花费不必要的时间来定位每个止动元件500。

进一步，每个止动元件500包括两个孔口502、503，并且每个止动元件500通过设置在孔口中的两个连接构件501(此处呈螺钉的形式)连接到飞轮1。两个孔口502、503相对于彼此周向偏移。

图5示出了沿着例如图4所示的飞轮布置100的V-V线截取的横截面图。横截面是沿着由中心轴线C以及与中心轴线C相交并垂直的第二轴限定的平面截取的。如可以看到的是，止动元件500设置在径向向内位置处。如可以进一步看到的是，止动元件500由第一径向延伸部分504和第二轴向延伸部分505形成。两个部分504、505限定了止动元件500的连接表面506，在此实施例中，该止动元件是L形的。因此，连接表面506与接纳区段104一起提供了可靠的连接接口。更进一步，在此实施例中，止动元件在其横截面图中具有稍微T形的构造。更明确地说，第一部分504相对于第二部分505径向向上和径向向下延伸。如可以进一步看到的，第一部分504具有相对于第二部分505径向向下的主延伸部。这种构造已经显示出进一步有助于组装工作，并且还提供了牢固连接。此处，第一部分504的相对于第二部分505径向向上延伸的部分被构造成与环构件300的径向向内延伸的连接部分304接触，从而为环构件300提供改进的轴向保持。

进一步在图5中，示出了流体通道306中的一个。通道306在此被设置为环构件300的连接部分304上的周向延伸的凹部，该凹部被盖板600覆盖。然而，应理解，通道306可以设置在位于每两个邻接的封闭隔间B之间的任何构件处。此外，通道306设置在封闭隔间B之间的径向顶部区域处。因此，当飞轮布置1旋转时，油脂可以较容易在封闭隔间B之间流动。此外，流体通道306将被设置成靠近协作的支承表面201、301，这些协作的支承表面也位于径向顶部区域处。还设置了多个密封元件(优选为O形环)，以用于有效率地密封封闭隔间B，从而避免使用期间的润滑剂泄漏。

还设置了多个键构件700，通过这些键构件，环构件300被固定到飞轮100。如图5中的截面图所示，每个键构件700被配合到设置在飞轮100中的径向延伸的键座102中，并且每个键构件700还经由穿过环构件300并且至少部分延伸到键构件700中的孔800使用例如钉子、销或螺钉形式的紧固构件而附接到环构件300的径向延伸的连接部分304。因此，键构件700和环构件300可以形成为独立件，但是它们也可以以一件形成。键构件700和环构件300可以由相同材料制成。

环构件300还包括环齿轮305，该环齿轮可以是独立零件或者可以与环构件300一体形成。

在图6中，示出了止动元件500的放大图。止动元件包括用于接纳例如如上文所解释的螺钉501的两个孔口502、503。整个的止动元件500(即100体积％)由青铜制成，从而在使用期间提供有益的阻尼特性。更进一步，每个孔口502、503与其旨在接触摆配重200中的一个摆配重的止动元件500的相应最近接触表面507和508之间的最小距离d此处基本上为10毫米。

应理解，本发明不限于上文所述且附图所图示的实施例；实际上，本领域的技术人员应认识到可在随附权利要求书的范围内进行许多改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于飞轮(100)的离心摆减振器(2)，包括：

-多个摆配重(200)，所述多个摆配重围绕所述离心摆减振器的中心轴线(C)周向布置，其特征在于，

所述离心摆减振器还包括：

-多个封闭隔间(B)，所述多个封闭隔间围绕所述中心轴线周向布置，其中，在所述多个封闭隔间中的每一个封闭隔间中布置有至少一个摆配重，

其中，如在周向方向上所见，流体通道(306)被至少设置在两个邻接的封闭隔间之间，并且其中，所述流体通道流体连接所述两个邻接的封闭隔间，并且

其中，所述离心摆减振器还包括在其周向方向上延伸并适于连接到所述飞轮的环构件(300)，其中，所述流体通道被至少部分设置在所述环构件中。

2.根据权利要求1所述的离心摆减振器，其中，如在所述周向方向上所见，流体通道被设置在每两个邻接的封闭隔间之间，并且其中，每个流体通道流体连接每两个邻接的封闭隔间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆减振器，其中，所述流体通道被设置在所述两个邻接的封闭隔间之间的径向顶部区域处。

4.根据权利要求1或2所述的离心摆减振器，其中，所述流体通道在所述离心摆减振器的周向延伸部中具有主延伸部。

5.根据权利要求1所述的离心摆减振器，其中，所述环构件包括适于将所述环构件连接到所述飞轮的至少一个连接部分(304)，所述至少一个连接部分朝向所述中心轴线径向向内延伸，并且其中，所述流体通道被至少部分设置在所述至少一个连接部分中。

6.根据权利要求1所述的离心摆减振器，其中，所述环构件为所述多个封闭隔间限定径向外壁。

7.根据权利要求1或2所述的离心摆减振器，其中，所述摆配重中的至少一个摆配重包括至少一个支承表面(201)，所述至少一个支承表面适于与所述离心摆减振器的至少一个对应支承表面(301)协作，以允许所述摆配重在使用期间遵循预定摆路径，所述摆配重的至少一个支承表面被设置在所述摆配重的径向外侧上。

8.根据权利要求7所述的离心摆减振器，其中，所述摆配重中的所述至少一个摆配重包括两个周向偏移的支承表面，所述两个周向偏移的支承表面被设置在所述至少一个摆配重的所述径向外侧上。

9.根据权利要求7所述的离心摆减振器，还包括被插入在协作的支承表面之间的滚动元件(400)。

10.根据权利要求9所述的离心摆减振器，其中，所述协作的支承表面被形成为在使用期间提供所述摆配重的等时摆运动。

11.一种用于内燃发动机(5)的飞轮布置(1)，包括：

-飞轮(100)，所述飞轮被构造成连接到发动机的曲轴，以围绕中心轴线(C)共同旋转，以及

-根据前述权利要求中任一项所述的离心摆减振器(2)。

12.根据权利要求11所述的飞轮布置，还包括被设置在所述飞轮的侧面(103)上的盖板(600)，其中，所述多个封闭隔间由所述飞轮的所述侧面和所述盖板封闭。

13.根据权利要求12所述的飞轮布置，其中，所述流体通道被至少部分设置在所述盖板中。

14.根据权利要求12到13中任一项所述的飞轮布置，其中，所述流体通道被至少部分设置在所述飞轮的所述侧面中。

15.一种车辆(3)，包括根据权利要求1到10中任一项所述的离心摆减振器或根据权利要求11到14中任一项所述的飞轮布置。

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