CN114233830A - 一种曲轴减振解耦皮带轮总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种曲轴减振解耦皮带轮总成，属于交通工具零部件的技术领域，其是内燃机曲轴扭转减振器和前端轮系曲轴解耦皮带轮的组合，用于在带轮和传动轴之间传递转矩，包括：芯轴和带轮，所述带轮与芯轴连接配合后形成有容纳空间；轴承，所述轴承位于所述芯轴与所述带轮之间，用于支撑芯轴与带轮；解耦器，位于该芯轴与带轮所形成的容纳空间内；所述芯轴右端与曲轴连接，外围与轴承和解耦器连接，所述带轮内围与轴承和解耦器连接；扭转减振器，所述扭转减振器位于解耦皮带轮和曲轴之间。

Description

一种曲轴减振解耦皮带轮总成
技术领域
本发明涉及一种交通工具的零部件，尤其是涉及一种内燃机曲轴扭转减振器和前端轮系曲轴解耦皮带轮的总成。
背景技术
发动机曲轴在运行的过程中，由于各缸间隔一定转角并轮流做功这一特定的工作状况，导致了发动机曲轴在运行时存在扭矩和转速波动的现象，这种现象会导致两种结果：1、曲轴传递到前端轮系的转速波动，致使皮带的打滑，皮带抖动和张紧器摆幅过大，以及皮带驱动附件转速不稳定，从而造成NVH（振动、噪音和不平稳性）和轮系各部件早期失效；2、曲轴轴系本身的扭转振动，不仅造成发动机工作不稳，严重时还会使曲轴本身断裂失效。
发明人在201911358550.X中曾公开，涡卷弹簧式的曲轴解耦皮带轮能够起到缓冲隔振、解耦阻尼的效果，降低了前端轮系的NVH，解决了前端轮系各部件的可靠性问题。
发明人在202110555949.8中公开了一种新的具有过载保护功能的曲轴解耦皮带轮，能克服现有技术中所存在的一个或多个缺点。即使在涡卷弹簧失效的情况下，曲轴皮带轮仍然能够传递扭矩，保证发动机前端轮系能够工作
现有技术中所采用的曲轴扭转减振器有3种形式：弹簧阻尼减振器、硅油阻尼减振器和橡胶减振器。弹簧阻尼减振器减振性能好，但成本高，多用在大型船用发动机上。硅油减振器阻尼性能好，但需要定期维护，多用在商用车发动机上。橡胶减振器成本低，减振性能不稳定，受温度影响较大，而且橡胶容易老化，多用在小型乘用车发动机上。
有鉴于此，现有技术中急需一种扭转减振器，既能解决减振性能的稳定性问题，又能解决产品的可靠性问题，采购成本和使用成本也都有所降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曲轴减振解耦皮带轮总成，使曲轴解耦皮带轮既保证前端轮系的稳定性和可靠性，同时结构更加简单。曲轴扭转减振器既保证轴系工作稳定可靠，成本又有所降低。
本发明提供的一种曲轴减振解耦皮带轮总成采用如下的技术方案：
一种曲轴减振解耦皮带轮总成，是内燃机曲轴扭转减振器和前端轮系曲轴解耦皮带轮的组合，用于在带轮和传动轴之间传递转矩，包括：芯轴和带轮，所述带轮与芯轴连接配合后形成有容纳空间；轴承，所述轴承位于所述芯轴与所述带轮之间，用于支撑芯轴与带轮；解耦器，位于该芯轴与带轮所形成的容纳空间内；所述芯轴右端与曲轴连接，外围与轴承和解耦器连接，所述带轮内围与轴承和解耦器连接；扭转减振器，所述扭转减振器位于解耦皮带轮和曲轴之间。
优选的，所述芯轴左端有向径向外形成的至少一个凸台和凹槽。
优选的，所述带轮左端有向径向内形成的至少一个凹槽和凸台，该带轮的凹槽与该芯轴的凸台对应在一起形成旋转空间，该旋转空间为工作空间，当带轮与芯轴的相对旋转角度超出该工作空间时，皮带轮与芯轴直接传递扭矩，形成过载保护。
优选的，所述轴承为球轴承。
优选的，所述解耦器与芯轴的凸台以及带轮的凹槽相结合。
优选的，还包括端盖，所述端盖内壁与所述解耦器结合且位于所述芯轴与所述带轮之间，并与所述芯轴、带轮形成相对封闭的容纳空间。
优选的，还包括密封圈，所述密封圈与端盖组成一体，与芯轴外壁相结合，起到对解耦器的密封作用。
优选的，所述扭转减振器一端与解耦皮带轮连接，另一端与曲轴连接。
优选的，所述扭转减振器是整体式的，外圈是惯性环，中圈是缝隙，内圈与解耦皮带轮的芯轴和曲轴连接，所述缝隙的尺寸以及数目与扭振系统的刚度相适配，通常用有限元仿制来计算出缝隙的尺寸和数目。
与现有技术相比较，本发明所提供的曲轴减振解耦皮带轮总成，采用单一支撑轴承，使结构更加简单。同时与扭转减振器配合，使曲轴减振解耦皮带轮总成的综合成本降低。曲轴解耦皮带轮可以减少前端轮系转速波动，降低NVH，延长轮系各部件的使用寿命，增加发动机的可靠性；扭转减振器结构简单，成本低，终身免维护，使曲轴扭振轴系工作平稳，性能可靠。
附图说明
图1是本发明实施例中用于体现曲轴减振解耦皮带轮总成的剖视图。
图2是本发明实施例中用于体现曲轴减振解耦皮带轮总成的爆炸图。
图3是本发明实施例中用于单独体现扭转减振器的结构示意图。
图4是本发明实施例中用于体现阻尼件与扭振减振器装配时的爆炸图。
图5是本发明实施例中用于体现阻尼件与扭振减振器装配后的轴测图。
图6是本发明实施例中用于体现扭振减振器与刚性皮带轮配合使用时的剖视图。
附图标记说明：1、曲轴；2、定位销；3、减振器固定螺钉；4、固定螺钉；10、扭转减振器；20、端盖；30、带轮；40、密封圈；50、解耦器；60、轴承；70、芯轴；80、阻尼件；101、惯性环；102、筋条；103、缝隙；104、轮毂；501、左垫片；502、第一涡旋弹簧；503、第一弹簧限位块；505、第一弹簧阻尼条；506、中垫片；507、第二涡旋弹簧；508、第二弹簧限位块；510、第二弹簧阻尼条；801、阻尼件连接环；802、阻尼件缝隙；803、阻尼件筋条。
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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”“上”“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本发明中所述的术语“外部”、“外侧”通常是指远离传动轴轴线的位置，“内部”、“内侧”通常是指靠近传动轴轴线的位置。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
本发明实施例公开一种曲轴减振解耦皮带轮总成。
图1为本发明较佳实施例的曲轴减振解耦皮带轮总成的剖视图。如图1和2所示，该曲轴减振解耦皮带轮总成用于在带轮30和芯轴70之间传递转矩，包括：芯轴70，该芯轴70左端有向径向外形成的凸台和凹槽；带轮30，该带轮30左端有向径向内形成的凹槽和凸台，芯轴70的凸台与带轮的凹槽对应在一起形成一定角度的旋转空间，该旋转空间为工作空间，当带轮30与芯轴70的相对旋转角度超出该工作空间时，即达到过载保护角度α时，带轮30与芯轴70直接传递扭矩，形成过载保护；一个轴承60，该轴承60采用球轴承，并位于芯轴70与带轮30之间，起到支撑作用；解耦器50，位于芯轴70与带轮30所形成的容纳空间内，并与芯轴70的凹槽和带轮30的凹槽相结合，第一涡旋弹簧502和第二涡旋弹簧507的内挂脚与芯轴70连接，第一涡旋弹簧502和第二涡旋弹簧507的外挂脚与带轮30连接，解耦器50随着曲轴1转速的波动，通过第一涡旋弹簧502和第二涡旋弹簧507，把变形能储存和释放；第一弹簧阻尼条505和第二弹簧阻尼条510分别位于第一涡旋弹簧502和第二涡旋弹簧507的涡旋圈层之间，实现阻尼吸能，达到降低转速波动的目的；左垫片501起到隔离轴承60和第一涡旋弹簧502的作用，中垫片506起到隔离第一涡流弹簧502和第二涡旋弹簧507的作用；第一弹簧限位块503对第一涡旋弹簧502外挂角的径向限位，第二弹簧限位块508对第一涡旋弹簧502内挂脚的径向限位；阻尼连接环801位于第一涡旋弹簧502的各圈之间；端盖20，该端盖20与带轮30内壁相压合；密封圈40，该密封圈40与端盖20组成一体，与芯轴70外壁相贴合；定位销2连接曲轴1和扭转减振器10。
由上述可知，本实施例中的曲轴减振解耦皮带轮总成由端盖20、带轮30、密封圈40、解耦器50、轴承60、芯轴70共同构成。
曲轴减振解耦皮带轮总成的扭矩传递途径如图2所示。
如图3所示，曲轴减振解耦皮带轮总成还包括一个整体式的扭转减振器10，从功能上分，该扭转减振器10整体上是一个零件，中间的缝隙103可以通过机械加工（但不限于机械加工）而形成，功能上由三个部分组成：惯性环101、弹簧102和轮毂104，通过对惯性环101的转动惯量与弹簧102刚度的配合及优化，达到调节曲轴轴系扭振频率和降低扭振幅值的作用。
如图4所示，曲轴减振解耦皮带轮总成还包括一个阻尼件80，阻尼件80的阻尼件缝隙802与阻尼件筋条803分别与扭振减振器的缝隙102和筋条103压入配合，达到吸振减振的目的。
如图5所示，阻尼件80与扭振减振器10装配在一起的视图。
在具体实施过程中，扭转减振器10可单独使用，扭转减振器10仅有一端与曲轴连接，用于保护曲轴。
在具体实施过程中，如图6所示，扭转减振器10也可以与刚性皮带轮5组合在一起工作，刚性皮带轮5相对于上述曲轴减振解耦皮带轮总成而言，不具备解耦功能。扭转减振器10与刚性皮带轮5的连接关系为：扭转减振器10左端通过固定螺钉4与刚性皮带轮5连接，右端通过减振器固定螺钉3与曲轴1连接，起到保护曲轴的作用。
与现有技术相比较，本发明所提供的曲轴减振解耦皮带轮总成，曲轴解耦皮带轮可以减少前端轮系转速波动，降低NVH，延长轮系各部件的使用寿命，增加发动机的可靠性；扭转减振器结构简单，成本低，终身免维护，使曲轴扭振轴系工作平稳，性能可靠。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种曲轴减振解耦皮带轮总成，是内燃机曲轴扭转减振器和前端轮系曲轴解耦皮带轮的组合，用于在带轮和传动轴之间传递转矩，其特征在于，包括：芯轴和带轮，所述带轮与芯轴连接配合后形成有容纳空间；轴承，所述轴承位于所述芯轴与所述带轮之间，用于支撑芯轴与带轮；解耦器，位于该芯轴与带轮所形成的容纳空间内；所述芯轴右端与曲轴连接，外围与轴承和解耦器连接，所述带轮内围与轴承和解耦器连接；扭转减振器，所述扭转减振器位于解耦皮带轮和曲轴之间。
2.根据权利要求1所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，所述芯轴左端有向径向外形成的至少一个凸台和凹槽。
3.根据权利要求2所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，所述带轮左端有向径向内形成的至少一个凹槽和凸台，该带轮的凹槽与该芯轴的凸台对应在一起形成旋转空间，该旋转空间为工作空间，当带轮与芯轴的相对旋转角度超出该工作空间时，皮带轮与芯轴直接传递扭矩，形成过载保护。
4.根据权利要求1所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，所述轴承为球轴承。
5.根据权利要求1所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，所述解耦器与芯轴的凸台以及带轮的凹槽相结合。
6.根据权利要求1所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，还包括端盖，所述端盖内壁与所述解耦器结合且位于所述芯轴与所述带轮之间，并与所述芯轴、带轮形成相对封闭的容纳空间。
7.根据权利要求1所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈与端盖组成一体，与芯轴外壁相结合，起到对解耦器的密封作用。
8.根据权利要求1所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，所述扭转减振器一端与解耦皮带轮连接，另一端与曲轴连接。
9.根据权利要求8所述的曲轴减振解耦皮带轮总成，其特征在于，所述扭转减振器是整体式的，外圈是惯性环，中圈是缝隙，内圈与解耦皮带轮的芯轴和曲轴连接，所述缝隙的尺寸以及数目与扭振系统的刚度相适配。
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CN113251106A (zh) * 2021-06-24 2021-08-13 常州数加机械有限公司 一种具有过载保护功能的双质量飞轮及车辆

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