CN114439882A - 双质量飞轮和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双质量飞轮和汽车，包括主飞轮、次级飞轮、驱动盘、阻尼调整组件、设于主飞轮上的具有定位腔的盖板和设于盖板与主飞轮之间围成的弹簧腔内的减振弹簧，驱动盘设于主飞轮和盖板之间，次级飞轮与驱动盘固定连接，阻尼调整组件包括调整弹性件、调整块、固定在驱动盘上的压紧弹性件和固定在压紧弹性件上的阻尼摩擦环；调整块和调整弹性件设置在定位腔内，调整块能沿盖板的径向滑动，调整弹性件对调整块施加径向向内的弹力；压紧弹性件对阻尼摩擦环施加轴向的弹力，以使阻尼摩擦环与调整块抵靠，调整块沿盖板的径向向外滑动时，压紧弹性件的压缩量减小。通过设置阻尼调整组件使得在不同工况下，双质量飞轮的阻尼特性具有可调整的优点。

Description

双质量飞轮和汽车
技术领域
本发明属于汽车零部件技术领域，特别是涉及一种双质量飞轮和汽车。
背景技术
随着消费者要求的提高，近年来消费者越来越注重汽车的驾驶舒适性。
汽车的舒适性与动力总成的振动、噪音水平密切相关，其中，作为动力来源的发动机的输出扭矩的稳定水平尤为重要。因此，双质量飞轮作为可以降低发动机扭矩波动、提高驾驶平顺性及解决动力总成振动噪音问题的零部件，得到了越来越广泛的使用。
双质量飞轮的设计，主要难点在于不同驾驶工况下的减振性能设计。双质量飞轮的减振性能受到主飞轮惯量、次级飞轮惯量、减振弹簧组刚度及阻尼特性等的影响。其中阻尼特性由于具有在不同工况下会对减振性能体现出不同的影响趋势的复杂特点，是现今双质量飞轮方案中较难设计的一部分，也是双质量飞轮有较大提升潜力的部分。
在实际应用中，不同工况时最佳减振特性对阻尼值的要求是不同的。例如：
1)当整车处于加速行驶、发动机对外输出扭矩的工况时，减振匹配要求双质量飞轮的主飞轮、次级飞轮的惯量越大越好、弹簧刚度越低越好、阻尼值越小越好；2)当整车处于静止或起步、发动机起动或熄火时，减振匹配要求双质量飞轮的主飞轮惯量仍是越大越好、弹簧刚度仍是越低越好，但次级飞轮惯量则变为越小越好，阻尼值越大越好。
但是，现有设计中双质量飞轮无法按照不同工况的NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)需求实现适合的阻尼值，在双质量飞轮设计及匹配中，经常出现减振性能冲突的情况。即，若提升了加速减振性能，启动熄火减振性能就下降，从而出现了动力总成减振不满足要求，导致整车舒适性差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有的双质量飞轮无法按照不同工况的NVH需求实现适合的阻尼值的问题，提供一种双质量飞轮和汽车。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种双质量飞轮，包括主飞轮、次级飞轮、减振弹簧、驱动盘和盖板，所述盖板设置在所述主飞轮的朝向所述次级飞轮的一侧，所述减振弹簧安装在所述盖板与主飞轮之间围成的弹簧腔内，所述驱动盘设置在所述主飞轮和所述盖板之间，所述次级飞轮与所述驱动盘固定连接，其特征在于，还包括阻尼调整组件，所述阻尼调整组件包括调整弹性件、调整块、阻尼摩擦环和压紧弹性件；
所述压紧弹性件固定在所述驱动盘上，所述阻尼摩擦环固定在所述压紧弹性件上，所述盖板内设置有定位腔，所述调整块设置在所述定位腔内并能沿所述盖板的径向滑动，所述调整弹性件设置在所述定位腔内并用于对所述调整块施加径向向内的弹力；所述压紧弹性件用于对所述阻尼摩擦环施加轴向的弹力，以使所述阻尼摩擦环的轴向上的第一侧面与所述调整块的第一侧面抵靠，所述调整块沿所述盖板的径向向外滑动时，所述压紧弹性件的压缩量逐渐减小。
可选地，所述调整块的第一侧面设置有第一楔形面，所述第一楔形面的径向外侧较其径向内侧更为靠近所述驱动盘，所述调整块的与所述第一楔形面相对的第二侧面与所述定位腔的腔壁接触，所述阻尼摩擦环的轴向上的第一侧面设置有与所述第一楔形面贴合的第二楔形面。
可选地，所述阻尼调整组件还包括调整固定座，所述调整固定座安装在所述定位腔内，所述调整固定座上设置有用于容纳所述调整弹性件的安装腔，所述安装腔的腔壁能够限制所述调整弹性件的径向窜动。
可选地，所述调整块设置有多个，多个所述调整块沿所述阻尼摩擦环的周向分布。
可选地，所述压紧弹性件为碟形弹簧，所述碟形弹簧的中间部分固定在所述驱动盘上，所述碟形弹簧的边缘部分压紧在所述阻尼摩擦环的轴向上的第二侧面上。
可选地，所述双质量飞轮还包括起动齿圈，所述起动齿圈套接在所述主飞轮的外周上。
可选地，所述双质量飞轮还包括轴承座和轴承，所述轴承座固定设置在所述主飞轮的中部朝向所述次级飞轮的一侧，所述轴承的内圈套在所述轴承座上，所述轴承的外圈压装在所述次级飞轮的内孔中。
可选地，所述双质量飞轮还包括轴承座和垫圈，所述轴承座固定设置在所述主飞轮的中部朝向所述次级飞轮的一侧，所述垫圈设置在所述轴承座与所述次级飞轮之间。
可选地，所述双质量飞轮还包括弹簧导轨，所述弹簧导轨设置在所述弹簧腔内，所述弹簧导轨用于对所述减振弹簧的压缩与回复进行导向。
另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的双质量飞轮。
本发明实施例提供的双质量飞轮和汽车，与现有技术相比，通过设置调整弹性件、调整块、阻尼摩擦环和压紧弹性件，使得在不同工况下，双质量飞轮的阻尼特性具有可调整的优点，能根据不同工况的NVH需求实现适合的阻尼值，实现更优的减振性能；在静止状态时，通过调整弹性件和压紧弹性件的作用，使得调整块与阻尼摩擦环抵触在一起，此时压紧弹性件的形变量最大，使得作用在阻尼摩擦环上的弹性力最大；双质量飞轮在转动过程中，由于减振弹簧的存在，使得主动端的转速(即主飞轮的转速、盖板的转速、调整弹性件的转速和调整块的转速)与从动端的转速(即次级飞轮的转速、压紧弹性件的转速、驱动盘的转速、阻尼摩擦环的转速)存在差别，该转速差别导致阻尼摩擦环与调整块之间产生摩擦，该摩擦力即为双质量飞轮的阻尼力矩的主要组成部分。在双质量飞轮从低速转动到高速转动的过程中，调整块沿所述盖板的径向往外滑动，此时由于压紧弹性件的压缩量能随着调整块沿所述盖板的径向往外滑动时减小，使得压紧弹性件作用在阻尼摩擦环上的弹性力减小，从而使得调整块与阻尼摩擦环之间的阻尼减小，实现了在高转速时阻尼调整组件为小阻尼状态，在双质量飞轮从高速转动到低速转动的过程中，弹性件要恢复弹性形变，调整块在调整弹性件的作用下沿盖板的径向往内滑动，此时由于调整块的作用，压紧弹性件的压缩量能随着调整块沿盖板的径向往内滑动时增大，使得压紧弹性件作用在阻尼摩擦环上的弹性力增大，从而使得调整块与阻尼摩擦环之间的阻尼增大，实现了在低转速时阻尼调整组件为大阻尼状态。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的双质量飞轮的局部剖视图；
图2是本发明一实施例提供的双质量飞轮的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的双质量飞轮的爆炸图；
图4是本发明一实施例提供的双质量飞轮的局部剖视图；
图5是图4中A-A处的剖视图；
图6是图5中B处的放大图；
图7是本发明一实施例提供的调整块的结构示意图；
图8是本发明一实施例提供的调整固定座的结构示意图。
说明书中的附图标记如下：
1、主飞轮；11、第一驱动块；
2、次级飞轮；
3、减振弹簧；
4、驱动盘；41、第三驱动块；
5、盖板；
6、阻尼调整组件；61、调整弹性件；62、调整块；621、第一楔形面；622、定位槽；63、阻尼摩擦环；64、压紧弹性件；65、调整固定座；651、安装腔；
7、起动齿圈；
8、轴承座；
9、轴承；10、弹簧导轨。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-6所示，本发明实施例提供的双质量飞轮，包括主飞轮1、次级飞轮2、减振弹簧3、驱动盘4、盖板5和阻尼调整组件6，盖板5设置在主飞轮1的朝向次级飞轮2的一侧，减振弹簧3安装在盖板5与主飞轮1之间围成的弹簧腔内，驱动盘4设置在主飞轮1和盖板5之间，次级飞轮2与驱动盘4固定连接；在主飞轮1转动时，通过减振弹簧3带动驱动盘转动，从而带动次级飞轮2转动。其中，主飞轮1通过定位销、螺栓对应安装在发动机上，次级飞轮2通过通过定位销、螺栓或者花键连接与变速器连接。
阻尼调整组件6包括调整弹性件61、调整块62、阻尼摩擦环63和压紧弹性件64；压紧弹性件64固定在驱动盘4上，阻尼摩擦环63固定在压紧弹性件64上，盖板5内设置有定位腔，调整块62设置在定位腔内并能沿盖板5的径向滑动，调整弹性件61设置在定位腔内并用于对调整块62施加径向向内的弹力；压紧弹性件64用于对阻尼摩擦环63施加轴向的弹力，以使阻尼摩擦环63的轴向上的第一侧面与调整块62的第一侧面抵靠，调整块62沿盖板5的径向向外滑动时，压紧弹性件64的压缩量逐渐减小。
本发明实施例提供的双质量飞轮，与现有技术相比，通过设置调整弹性件61、调整块62、阻尼摩擦环63和压紧弹性件64，使得在不同工况下，双质量飞轮的阻尼特性具有可调整的优点，能根据不同工况的NVH需求实现适合的阻尼值，实现更优的减振性能；在静止状态时，通过调整弹性件61和压紧弹性件64的作用，使得调整块62与阻尼摩擦环63抵触在一起，此时压紧弹性件64的形变量最大，使得作用在阻尼摩擦环63上的弹性力最大；双质量飞轮在转动过程中，由于减振弹簧3的存在，使得主动端的转速(即主飞轮1的转速、盖板5的转速、调整弹性件61的转速和调整块62的转速)与从动端的转速(即次级飞轮2的转速、压紧弹性件64的转速、驱动盘4的转速、阻尼摩擦环63的转速)存在差别，该转速差别导致阻尼摩擦环63与调整块62之间产生摩擦，该摩擦力即为双质量飞轮的阻尼力矩的主要组成部分。在双质量飞轮从低速转动到高速转动的过程中，调整块62沿盖板5的径向往外滑动，此时由于压紧弹性件64的压缩量能随着调整块62沿盖板5的径向往外滑动时减小，使得压紧弹性件64作用在阻尼摩擦环63上的弹性力减小，从而使得调整块62与阻尼摩擦环63之间的阻尼减小，实现了在高转速时阻尼调整组件6为小阻尼状态，在双质量飞轮从高速转动到低速转动的过程中，调整弹性件61要恢复弹性形变，调整块62在调整弹性件61的作用下沿盖板5的径向往内滑动，此时由于调整块62的作用，压紧弹性件64的压缩量能随着调整块62沿盖板5的径向往内滑动时增大，使得压紧弹性件64作用在阻尼摩擦环63上的弹性力增大，从而使得调整块62与阻尼摩擦环63之间的阻尼增大，实现了在低转速时阻尼调整组件6为大阻尼状态。
在一实施例中，如图6和图7所示，调整块62的第一侧面设置有第一楔形面621，第一楔形面621的径向外侧较其径向内侧更为靠近驱动盘4，调整块62的与第一楔形面621相对的第二侧面与定位腔的腔壁接触，阻尼摩擦环63的轴向上的第一侧面设置有与第一楔形面621贴合的第二楔形面。通过在调整块62上设置第一楔形面，在阻尼摩擦环63上设置与之配合的第二楔形面，使得在调整块62沿盖板5的径向滑动时，由于楔形面的配合，使得压紧弹性件64的形变量能呈现线性的变化(即施加在阻尼摩擦环上的弹性力发生了线性的改变)，从而使得调整块62与阻尼摩擦环63之间的阻尼大小能呈现线性的变化。
当然，调整块62的第一侧面也不一定设置有第一楔形面，其若希望阻尼大小得到非线性的调整，调整块62的第一侧面也可以设置有其他曲面形状的面，本发明在此不作限制，只要能使得在调整块62沿盖板5的径向往外滑动时，压紧弹性件64的压缩量逐渐减小即可。
在一实施例中，如图8所示，阻尼调整组件6还包括调整固定座65，调整固定座65安装在定位腔内，调整固定座65上设置有用于容纳调整弹性件61的安装腔651，安装腔651的腔壁能够限制调整弹性件61的径向窜动。通过设置调整固定座65能方便安装调整弹性件61，安装腔651能有效防止调整弹性件61的径向窜动。
较优地，为了方便将调整固定座65安装在盖板5的定位腔内，调整固定座上设置有与盖板5形状相配合的弧形固定部。
在一实施例中，调整块62朝向调整弹性件61的一侧设置有定位槽622，调整弹性件61采用圆柱压簧，圆柱压簧的一端与调整固定座65的调整固定座65的腔顶壁连接或者抵接，圆柱压簧的另一端与定位槽622的底壁连接或者抵接。
较优地，圆柱压簧可以根据实际设计设置成多个。
为了方便调整块62与阻尼摩擦环63之间的配合以及配合效果更好，将调整块62设置成弧形结构。
在一实施例中，如图3所示，调整块62设置有多个，多个调整块62沿阻尼摩擦环63的周向分布，能更好地与阻尼摩擦环63配合产生阻尼。
较优地，多个调整块62沿阻尼摩擦环63的周向均匀分布。
在一实施例中，如图3所示，压紧弹性件64为碟形弹簧，碟形弹簧的中间部分固定在驱动盘4上，碟形弹簧的边缘部分压紧在阻尼摩擦环63的轴向上的第二侧面上。通过采用碟形弹簧能够在驱动盘4转动的时候仍能较好地对阻尼摩擦环63施加轴向上的力。
其中，碟形弹簧的中间部分可以通过铆钉铆接在驱动盘4上。具体为，碟形弹簧设置在驱动盘4与次级飞轮2之间，通过铆钉将驱动盘4、碟形弹簧和次级飞轮2三者固定连接。
在一实施例中，如图1和图3所示，主飞轮1为平面盘体结构，其内设置有第一环槽，盖板5为与主飞轮对应的盘状结构，其内设置有第二环槽，在盖板5固定在主飞轮1上时，第一环槽和第二环槽形成能容纳减振弹簧3的弹簧腔，其中，主飞轮1的内周壁上设置有第一驱动块11，盖板5内部设置有与第一驱动块11相对应的第二驱动块，驱动盘4沿径向向外延伸有第三驱动块41，第三驱动块41位于弹簧腔内，主飞轮1转动时，减振弹簧3能通过第三驱动块41驱动驱动盘4转动，主飞轮1、减振弹簧3和盖板5的装配关系与作用与现有技术相似，故在此不作展开。例如，如图3所示，减振弹簧3可以采用两根长弧形弹簧，弹簧腔内设置有弹簧导轨10，通过弹簧导轨10对减振弹簧3的压缩与回复进行导向。或者是，未示出地，减振弹簧3也可以采用多根短直弹簧组合而成的结构，此均为现有技术，故不作具体展开。
当发动机是以起动电机驱动双质量飞轮带动发动机起动的方式时，如图3所示，双质量飞轮还包括起动齿圈7，起动齿圈7套接在主飞轮1的外周上。起动电机的输出端上的齿轮与起动齿圈啮合并带动主飞轮1转动，主飞轮1带动发动机转动并同时带动双质量飞轮的其它子件(即整个双质量飞轮转动)一并转动，发动机点火并起动成功。
对于匹配例如混合动力电机、前端BSG电机(Belt-Driven Starter Generator)等起动方式的双质量飞轮，则不需要设置起动齿圈。
发动机的起动方式也可以为，后端电机通过变速器带动次级飞轮转动，次级飞轮带动双质量飞轮其余子件转动最终带动主飞轮转动，主飞轮转动从而带动发动机转动。此几种方式均为现有技术，故其具体的连接关系在此不作展开。
双质量飞轮还包括轴承座8和轴承9，轴承座8固定设置在主飞轮1的中部朝向次级飞轮2的一侧，轴承9的内圈套在轴承座8上，轴承9的外圈压装在次级飞轮2的内孔中。其中，轴承9的选用是根据变速器的配合形式决定，在变速器输入轴端无可浮动结构(如手动挡离合器或可浮动减振器等)时，双质量飞轮不可使用轴承；相反，应使用轴承结构。当不使用轴承时，双质量飞轮则包括垫圈(不包括轴承9)，此时轴承座8固定设置在主飞轮1的中部朝向次级飞轮2的一侧，次级飞轮2不通过轴承与轴承座8连接，即次级飞轮2在径向上是浮动的，垫圈设置在轴承座8与次级飞轮2之间。此两种结构均为现有技术，故其更具体的连接关系在此不作展开。
分析碟形弹簧和调整弹性件61的受力情况，相关的主要作用关系可简化为：
ζ＝μ×F1×R；
F1＝A×f1×[(B-f1)(C-f1)+1]；
F2＝K×f2；
F2∝mω2·r；
f1∝1/f2；
ω∝n
其中：摩擦系数μ、阻尼摩擦环的作用半径R、系数A、B、C、弹簧刚度K、调整块62的质量m、调整块62的布置半径R为常数。
阻尼力矩ζ、碟形弹簧的压紧力F1、碟形弹簧的压缩量f1、调整弹性件61的压紧力F2、调整弹性件61的压缩量f2、主飞轮角速度ω、发动机转速n为变量。
从上述作用关系可以看出：
阻尼力矩与碟形弹簧的压缩量成正比；
碟形弹簧的压缩量与调整弹性件61的压缩量成反比；
调整弹性件61的压缩量与发动机转速成正比。
因此，双质量飞轮的阻尼值是与发动机转速成反比的，即低转速时为大阻尼状态，高转速时为小阻尼状态。正符合NVH要求中发动机起动熄火工况希望双质量飞轮阻尼越大越好，驱动行驶工况希望双质量飞轮阻尼越小越好的需求。
另外，本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上的双质量飞轮。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双质量飞轮，包括主飞轮、次级飞轮、减振弹簧、驱动盘和盖板，所述盖板设置在所述主飞轮的朝向所述次级飞轮的一侧，所述减振弹簧安装在所述盖板与主飞轮之间围成的弹簧腔内，所述驱动盘设置在所述主飞轮和所述盖板之间，所述次级飞轮与所述驱动盘固定连接，其特征在于，还包括阻尼调整组件，所述阻尼调整组件包括调整弹性件、调整块、阻尼摩擦环和压紧弹性件；
所述压紧弹性件固定在所述驱动盘上，所述阻尼摩擦环固定在所述压紧弹性件上，所述盖板内设置有定位腔，所述调整块设置在所述定位腔内并能沿所述盖板的径向滑动，所述调整弹性件设置在所述定位腔内并用于对所述调整块施加径向向内的弹力；所述压紧弹性件用于对所述阻尼摩擦环施加轴向的弹力，以使所述阻尼摩擦环的轴向上的第一侧面与所述调整块的第一侧面抵靠，所述调整块沿所述盖板的径向向外滑动时，所述压紧弹性件的压缩量逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述调整块的第一侧面设置有第一楔形面，所述第一楔形面的径向外侧较其径向内侧更为靠近所述驱动盘，所述调整块的与所述第一楔形面相对的第二侧面与所述定位腔的腔壁接触，所述阻尼摩擦环的轴向上的第一侧面设置有与所述第一楔形面贴合的第二楔形面。
3.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述阻尼调整组件还包括调整固定座，所述调整固定座安装在所述定位腔内，所述调整固定座上设置有用于容纳所述调整弹性件的安装腔，所述安装腔的腔壁能够限制所述调整弹性件的径向窜动。
4.根据权利要求3所述的双质量飞轮，其特征在于，所述调整块设置有多个，多个所述调整块沿所述阻尼摩擦环的周向分布。
5.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述压紧弹性件为碟形弹簧，所述碟形弹簧的中间部分固定在所述驱动盘上，所述碟形弹簧的边缘部分压紧在所述阻尼摩擦环的轴向上的第二侧面上。
6.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述双质量飞轮还包括起动齿圈，所述起动齿圈套接在所述主飞轮的外周上。
7.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述双质量飞轮还包括轴承座和轴承，所述轴承座固定设置在所述主飞轮的中部朝向所述次级飞轮的一侧，所述轴承的内圈套在所述轴承座上，所述轴承的外圈压装在所述次级飞轮的内孔中。
8.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述双质量飞轮还包括轴承座和垫圈，所述轴承座固定设置在所述主飞轮的中部朝向所述次级飞轮的一侧，所述垫圈设置在所述轴承座与所述次级飞轮之间。
9.根据权利要求1所述的双质量飞轮，其特征在于，所述双质量飞轮还包括弹簧导轨，所述弹簧导轨设置在所述弹簧腔内，所述弹簧导轨用于对所述减振弹簧的压缩与回复进行导向。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的双质量飞轮。
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