CN114909437A - 一种具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，属于交通工具零部件的技术领域，用于调节内燃机曲轴扭振频率和降低扭振幅值，并且通过皮带驱动前端轮系附件，包括：同轴设置的芯轴、端盖和带轮，所述带轮内设有安装空间，所述芯轴设于安装空间内，所述端盖盖设于芯轴外侧并与端盖连接；橡胶环，所述橡胶环设于安装空间内，用于连接及支撑芯轴、端盖和带轮；硅油层，所述芯轴、端盖和带轮通过橡胶环连接配合后形成有旋转密封空间，所述硅油层填充于旋转密封空间内；所述芯轴右端与曲轴连接，左端与曲轴其它附件连接。

Description

一种具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器

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，并具有驱动皮带解耦功能。

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。

现有技术中所采用的曲轴扭转减振器有3种形式：钢弹簧阻尼减振器、硅油阻尼减振器和橡胶减振器。钢弹簧阻尼减振器减振性能好，可靠性高，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，但随着使用年限，硅油老化，减振性能降低，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，内燃机市场上和现有技术中急需一种曲轴扭转减振器，既能够通过弹簧调节频率又能够通过阻尼降低振幅的扭转减振器，既能够解决扭转减振器的稳定性和可靠性问题，又能够使产品的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具有驱动皮带解耦功能的曲轴减振器，通过橡胶环调节频率，通过硅油降低扭转幅值，使曲轴轴系工作稳定可靠，同时，通过调频和降幅后的带轮驱动前端轮系附件，提高了前端轮系的稳定性和可靠性。结构简单，成本又有所降低。

本发明提供的一种具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器采用如下的技术方案：

一种具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，通过皮带驱动前端轮系附件，包括：同轴设置的芯轴、端盖和带轮，所述带轮内设有安装空间，所述芯轴设于安装空间内，所述端盖盖设于芯轴外侧并与端盖连接；橡胶环，所述橡胶环设于安装空间内，用于连接及支撑芯轴、端盖和带轮；硅油层，所述芯轴、端盖和带轮通过橡胶环连接配合后形成有旋转密封空间，所述硅油层填充于旋转密封空间内；所述芯轴右端与曲轴连接，左端与曲轴其它附件连接。

优选的，所述芯轴上有至少一个连接台阶，并且由内向外形成至少一个分度圆上布置的圆孔。

优选的，所述橡胶环设有两个，所述芯轴上位于其一个分度圆上布置的圆孔包括螺钉孔，所述螺钉孔位于连接台阶外侧，所述芯轴位于螺钉孔的左右两侧分别与两个橡胶环相接触，并通过固定螺钉依次旋入端盖、橡胶环、芯轴和带轮以实现连接。

优选的，所述端盖、橡胶环、芯轴和带轮连接后组成惯性环，所述惯性环与芯轴连接。

优选的，所述带轮、橡胶环、芯轴和端盖所组成的旋转密封空间呈“几”字形。

优选的，所述芯轴上位于其一个分度圆上布置的圆孔还包括通油孔，用于硅油在芯轴两侧的流动和压力平衡。

优选的，所述芯轴上位于其一个分度圆上布置的圆孔还包括限位孔，所述限位孔内有一台阶，用于安装限位块，所述限位块安装后，其外径凸出来，大于芯轴外径，与带轮内壁实现径向定位；所述限位块安装后，其左右台阶从芯轴两侧凸出来，与带轮和端盖内侧实现轴向定位。

优选的，所述带轮外侧布置皮带沟槽，用于驱动内燃机前端轮系附件。

优选的，所述带轮左侧面和端盖右侧面布置至少一个散热沟槽；所述带轮内侧与端盖外侧是过盈配合连接；所述端盖布置至少一个注油孔，并用密封螺钉拧紧密封。

优选的，所述扭转减振器呈整体式设计，通过橡胶环的尺寸调节扭转减振器的频率。

与现有技术相比较，本发明所提供的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，结合了硅油扭转减振器和橡胶扭转减振器双重优点，用橡胶环调频，是扭转减振器工作频率有效避开轴系的共振频率，是硅油降幅的负荷降低；同时，硅油的有效阻尼，是橡胶环的调幅负载降低，使橡胶环的可靠性提高，大大延长其使用寿命，避免了橡胶扭转减振器橡胶老化和性能不稳定的问题。因此，采用同一调频和降幅结构，同时对曲轴轴系和前端轮系进行调频和降幅，使综合成本降低。

本发明的曲轴扭转减振器的驱动皮带解耦的减振功能可以减少前端轮系转速波动，降低NVH，延长轮系各部件使用寿命，增加发动机的可靠性；曲轴扭转减振功能结构简单，成本低，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扭转减振器的剖视图。

图2是本发明实施例中用于体现曲轴扭转减振器的爆炸图。

图3是本发明实施例中用于体现芯轴形状的示意图。

图4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5是本发明实施例中用于体现橡胶环形状的示意图。

图6是本发明实施例中用于体现端盖形状的示意图。

图7是本发明实施例中用于体现带轮形状的示意图。

图8是本发明实施例中用于体现限位块形状结构示意图。

图9是本发明实施例中用于体现限位块装配结构示意图。

附图标记说明：1、曲轴；2、减振器固定螺钉；3、扭转减振器总成；4、附件固定螺钉；31、芯轴；32、固定螺钉；33、橡胶环；34、端盖；35、带轮；36、密封螺钉；37、限位块；38、过盈配合连接；39、硅油层；311、限位孔；312、通油孔；313、螺钉孔；314、连接台阶；315、限位孔台阶；331、左橡胶环；332、右橡胶环；333、通孔；341、注油孔；342、端盖散热沟槽；343、固定孔；351、皮带沟槽；352、带轮散热沟槽；353、固定螺纹孔；371、左限位块；372、右限位块；373、限位块台阶。

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具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器。

图1为本发明较佳实施例的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器的剖视图。如图1和2所示，该曲轴扭转减振器包括同轴设置的芯轴31、端盖34和带轮35，带轮35内形成有安装空间，所述芯轴31上有至少一个连接台阶314，并位于带轮35的安装空间内，端盖34盖设于芯轴31上，所述带轮35内侧与端盖34外侧是过盈配合连接38。

如图1和2所示，曲轴扭转减振器还包括设于带轮35安装空间内的橡胶环33，橡胶环33设有两个，分为左橡胶环331和右橡胶环332，用于连接及支撑芯轴31、端盖34和带轮35。所述芯轴31上沿其径向由内向外形成至少一个分度圆上布置的圆孔，本实施例中在芯轴31上三个不同的分度圆上布置了圆孔，且由外向内分别为第一组圆孔、第二组圆孔和第三组圆孔，第一组圆孔为限位孔311，第二组圆孔为螺钉孔313，第三组圆孔为通油孔312。

如图3、4、5所示，在所述芯轴31的连接台阶314外，且所述分度圆布置的螺钉孔313左右两侧，分别与左橡胶环331和右橡胶环332相接触。左橡胶环331和右橡胶环332上对应的位置上至少有一个通孔333，端盖34上与设有固定孔343，带轮35的安装空间内的壁厚部分上设有固定螺纹孔353，该通孔333、固定孔343、固定螺纹孔353与芯轴31上的螺钉孔313同轴设置，通过固定螺钉32旋入固定孔343、螺钉孔313、通孔333以及固定螺纹孔353内，把端盖34、右橡胶环332、芯轴31、左橡胶环331和带轮35连接一起。

上述部件连接在一起后组成了扭转减振器总成3，该扭转减振器总成3实质为一个惯性环，并通过穿设于芯轴31上的减振器固定螺钉2连接曲轴1，形成扭转减振器总成3的减振功能，并通过其刚度调节扭转减振器总成3的频率。芯轴31的左端还可通过附件固定螺钉4可与曲轴其它附件相连接。

曲轴扭转减振器3的扭矩传递途径如图2所示。

如图4所示，所述带轮35、左橡胶环331、芯轴31-右橡胶环332、-端盖34所组成在一起后在上述各部件的圆周侧面配合处形成有一个“几”字形旋转密封空间，该旋转密封空间内填充有硅油层39，硅油层39内注满硅油，通过硅油的摩擦力，可降低芯轴的扭振幅值。上述设置的通油孔312用于硅油在芯轴31两侧的流动和压力平衡。

如图6所示，所述端盖34布置至少一个与上述旋转密封空间连通的注油孔341，并用密封螺钉36拧紧密封；所述端盖34的右侧面，布置至少一个端盖散热沟槽342。

如图7所示，所述带轮35外侧布置皮带沟槽351，用于与外部设置的皮带以及皮带轮以驱动内燃机前端轮系附件；所述带轮35的左侧面，布置至少一个带轮散热沟槽352，和端盖散热沟槽342一样，这些沟槽用于增加散热面积，提高扭振减振器总成3的散热能力。

如图8所示，芯轴31上的限位孔311内安装有限位块37，限位块37上设有限位块台阶373，限位孔311内有一与限位块台阶373配合限位的限位孔台阶315。

如图9所示，限位块37包括左限位块371和右限位块372，且二者分别安装在限位孔311的轴向两侧。左限位块371和右限位块372安装后，其外径部分凸出来，大于芯轴31外径，与带轮35内壁实现径向定位。左限位块371和右限位块372上的台阶从芯轴31两侧凸出来，与带轮35右侧和端盖34左侧实现轴向定位。

与现有技术相比较，本发明所提供的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，结合了硅油扭转减振器和橡胶扭转减振器双重优点，用橡胶环调频，使扭转减振器工作频率有效避开轴系的共振频率，使硅油降幅的负荷降低；同时，硅油的有效阻尼，使橡胶环的调幅负载降低，使橡胶环的可靠性提高，大大延长其使用寿命，避免了橡胶扭转减振器橡胶老化和性能不稳定的问题。因此，采用同一调频和降幅结构，同时对曲轴轴系和前端轮系进行调频和降幅，使综合成本降低。

本发明的曲轴扭转减振器的驱动皮带解耦的减振功能可以减少前端轮系转速波动，降低NVH，延长轮系各部件使用寿命，增加发动机的可靠性；曲轴扭转减振功能结构简单，成本低，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 (10)

1.一种具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，通过皮带驱动前端轮系附件，其特征在于，包括：同轴设置的芯轴、端盖和带轮，所述带轮内设有安装空间，所述芯轴设于安装空间内，所述端盖盖设于芯轴外侧并与端盖连接；橡胶环，所述橡胶环设于安装空间内，用于连接及支撑芯轴、端盖和带轮；硅油层，所述芯轴、端盖和带轮通过橡胶环连接配合后形成有旋转密封空间，所述硅油层填充于旋转密封空间内；所述芯轴右端与曲轴连接，左端与曲轴其它附件连接。

2.根据权利要求1所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述芯轴上有至少一个连接台阶，并且由内向外形成至少一个分度圆上布置的圆孔。

3.根据权利要求2所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述橡胶环设有两个，所述芯轴上位于其一个分度圆上布置的圆孔包括螺钉孔，所述螺钉孔位于连接台阶外侧，所述芯轴位于螺钉孔的左右两侧分别与两个橡胶环相接触，并通过固定螺钉依次旋入端盖、橡胶环、芯轴和带轮以实现连接。

4.根据权利要求3所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述端盖、橡胶环、芯轴和带轮连接后组成惯性环，所述惯性环与芯轴连接。

5.根据权利要求3所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述带轮、橡胶环、芯轴和端盖所组成的旋转密封空间呈“几”字形。

6.根据权利要求2所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述芯轴上位于其一个分度圆上布置的圆孔还包括通油孔，用于硅油在芯轴两侧的流动和压力平衡。

7.根据权利要求2所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述芯轴上位于其一个分度圆上布置的圆孔还包括限位孔，所述限位孔内有一台阶，用于安装限位块，所述限位块安装后，其外径凸出来，大于芯轴外径，与带轮内壁实现径向定位；所述限位块安装后，其左右台阶从芯轴两侧凸出来，与带轮和端盖内侧实现轴向定位。

8.根据权利要求1所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述带轮外侧布置皮带沟槽，用于驱动内燃机前端轮系附件。

9.根据权利要求1所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述带轮左侧面和端盖右侧面布置至少一个散热沟槽；所述带轮内侧与端盖外侧是过盈配合连接；所述端盖布置至少一个注油孔，并用密封螺钉拧紧密封。

10.根据权利要求1所述的具有驱动皮带解耦功能的曲轴扭转减振器，其特征在于，所述扭转减振器呈整体式设计，通过橡胶环的尺寸调节扭转减振器的频率。

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