CN1871449A - 减振器、制造减振器的方法和用于消减发动机振动的减振布置 - Google Patents

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Abstract

一种减振器(3)，包括本体部分(10)，通过所述本体部分所述减振器可被紧固到待减振的物体上、活动地布置在所述本体部分(10)的空间(19)中且通过至少一个弹簧(29)被紧固到所述本体部分上的振荡件(20)，所述振荡件(20)包括可拆卸地彼此紧固在一起的一个以上的部分(21、22、23、24、25、26、27)。本发明还涉及一种制造减振器(3)的方法和一种减轻活塞式发动机中的振动的布置。

Description

减振器、制造减振器的方法和用于消减发动机振动的减振布置
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的减振器，所述减振器包括本体部分，通过所述本体部分所述减振器可被紧固到待减振的物体上，一个振荡件活动布置在所述本体部分的空间中，所述振荡件通过至少一个弹簧连接到所述本体部分上。
本发明还涉及一种根据权利要求9的前序部分所述的用于制造减振器的方法。
本发明进一步涉及一种根据权利要求10的前序部分所述的发动机的减振布置。
活塞式发动机的振动是已公知的，且为了减轻振动，提出了多种不同的解决方案如平衡解决方案。在发动机中，可以注意到，发动机和与其相连附接的附件如一个或多个压缩机的振动形式是部分振动形式。在这种情况下，涉及到总振动形式的问题，即发动机及其子构造一起形成振动系统。发动机还可包括某附件的局部振动，由此就振动方面而言，确定了附件的动力学性质。
对局部振动进行控制通常比对整个构造的总振动进行控制更容易。在局部振动中，可更容易地改变刚度、紧固性、质量等。然而，在对发动机总振动进行控制的过程中，改变需求可针对发动机本身，由此可能需要增加汽缸体等的刚度。在需要使用标准发动机部件的情况下，这自然是不可能的。在寻求新的解决方案时，还必须考虑到成本。
在所有类型的振动中，发动机的质量力和气体力用作发动机的激励源。在发动机的减振中存在的具体困难在于，具有不同尺寸(汽缸数量、汽缸直径等)的发动机的振动性质彼此不同。进一步地，发动机的运行速度对振动也有影响。
为了消减振动，例如美国专利5,816,373中披露了一种解决方案，其中振荡件被布置在包含可压缩气体的空间中的弹簧之间。由于减振器的操作尤其取决于振荡件的质量及其尺寸(节流)、气体性质和弹簧性质，因此这种解决方案中的装置总是不得不被制成一定尺寸且分别进行生产用以消减具有一定频率的振动。
本发明的目的在于制造一种最大限度地减少与现有技术相关联的问题的减振器。本发明的另一个目的在于制造一种减振器，所述减振器的减振性质即使在制造后仍可易于改变。
本发明的目的主要如所附权利要求1、9和10中披露的那样得以实现且在其它权利要求中进行了更严密地说明。更具体而言，本发明的基本思想在于振荡件包括可拆卸地彼此紧固在一起的一个以上部分。因此，可通过使用具有标准形状的某些部件对所述振荡件进行组装以便具有所需质量。
所述振荡件优选包括两个端部件和布置在所述端部件之间的多个中间部件。在多种应用中，所述端部件优选总是相似的且所述振荡件的最终总重量由所述中间部件的选择而决定。所述中间部件优选包括调节圆盘和/或支承套筒，在每种情况下，所述调节圆盘和/或支承套筒的长度取决于调节圆盘的数量。所述振荡件的形状大体上为圆柱形且其包括用于将其支承到所述壳体构造上的平行于其纵向轴线的贯通孔。所述振荡件的外周位于距所述本体部分较短距离的位置处。
所述振荡件的形状大体上为圆柱形且其包括用于将所述振荡件支承到所述本体部分上的平行于其纵向轴线的贯通孔。此外，所述振荡件的轴承(bearing)装置已经被布置与所述端部件相连。
所述振荡件的所述本体部分包括由第一端壁和第二端壁限定出的圆柱形空间。所述振荡件的导轴位于所述圆柱形空间的中心轴线的位置上，所述导轴从所述第一端壁延伸至所述第二端壁。所述导轴包括大体上延伸达所述导轴的整个长度的空间。与所述空间的相对端部邻近的是在所述导轴的所述空间与所述振荡件的不同侧上的所述本体部分的空间之间形成流动连接的开口。这种构造使得所述振荡件能够进行移动从而导致减振介质流根据所述振荡件的移动和位置通过所述导轴的所述空间并进入所述振荡件的不同侧上的所述本体部分的所述空间内。
所述减振介质可实现流动，这是因为用于调节所述导轴的所述空间与所述本体部分的所述空间之间的所述流动连接的装置与所述导轴的所述空间相连。
所述振荡件被布置以便由弹簧支承到所述第一端壁和所述第二端壁上。
在一种根据本发明的用于制造减振器的方法中，在所述方法中借助至少一个弹簧将振荡件布置在所述本体部分的所述空间中，通过使多个部件彼此联接而形成所述振荡件。
在根据本发明的用于消减包括至少一个附件的发动机的振动的布置中，在所述布置中所述至少一个附件被刚性附接到所述发动机上，减振器已经被布置与所述至少一个附件相连。所述减振布置优选包括用于控制温度的装置，所述装置被连接到所述发动机的介质循环装置上。
下面通过实例并结合所附示意图对本发明进行描述，在所述附图中：
图1示出了与发动机相连的减振器；
图2示出了根据本发明的减振器的一个实施例；
图3示出了图1的剖面A-A；和
图4示出了根据本发明的另一个实施例。
图1是包括涡轮增压器2的活塞式发动机1的示意图。根据本发明，减振器3已经被布置与发动机1的涡轮增压器相连。减振器被刚性附接到涡轮增压器2或其支承结构上。这意味着没有使用与附件相连的大体上柔性的专用隔件。可借助减振器将发动机和涡轮增压器的振动级降低至所需频率范围。为了就温度方面而言保持减振器的操作稳定，减振器设有控温装置4、5、6。可通过为实际减振器3设置壳体构造6而实施控温装置，所述壳体构造经由通道4与发动机的介质循环装置如润滑和冷却系统相连接。在一些情况下，减振器还可设有风机5，通过所述风机可实现冷却。
图2和图3更详细地示出了图1所示的减振器3。减振器包括本体部分，已经通过第一端壁11和第二端壁12在所述本体部分内布置了封闭空间19。空间19和本体部分的剖面优选是圆的。端壁以适当方式如通过螺栓连接(图中未示出)紧固到本体部分上且使得配合表面是紧密的。导轴13被布置在减振器3内部的空间19中且位于其中心轴线上，所述导轴大体上从第一端壁11延伸至第二端壁。振荡件20，即活塞，已经沿导轴的纵向轴线被活动地布置在导轴上，所述振荡件包括与其纵向轴线平行的贯通孔20.1，振荡件通过所述贯通孔被装配在导轴上。导轴被布置在减振器的本体部分的中心线上。将导轴支承到端壁上的紧固凸缘14被布置在邻近第二端壁的导轴13的端部中。导轴和紧固凸缘14被布置在端壁中设置的凹部中。
空间15已经被布置在导轴中，所述空间从导轴的一端几乎延伸通过全部导轴。优选通过钻孔获得该空间。此外，开口16、17已经被布置在导轴的壁部13中，通过所述开口在导轴的空间15与本体部分的空间19的振荡件的两侧之间形成了流动连接。因此，当振荡件移动时，减振介质可从振荡件的一侧向其另一侧流动。导轴的另一端设有调节螺栓或针18，所述调节螺栓或针与流通开口17布置在一起以使得可通过调节螺栓或针对流通开口17进行阻断，即节流。借助该布置，当振荡件进行移动时有可能使减振介质在空间19中实现流动且由此实现振动的消减性质。根据每种情况所需的减振效应选择减振介质，所述减振介质可以是适当的气体或液体如油。
在壳体构造6中，第二外壳10.1已经被布置与本体部分10的外表面相连，壳体10.1形成了本体部分10中的冷却介质的空间。还设置了与外壳相连的用于引导冷却介质进入该空间并从该处离开的连接导管10.2、10.3。这允许使用冷却介质以控制本体部分和整个减振器的温度且保持所述温度处于所需水平。温度通过影响减振介质的粘度而对设备的操作产生影响。
借助包括至少一个弹簧29的弹簧系统将振荡件20直接或通过导轴的轴环部分13.1和紧固凸缘14支承到第一端壁和第二端壁上，如图2所示。此处，弹簧系统包括在振荡件两侧上的多个独立弹簧。根据本发明，振荡件由多个部分形成，由此改进了调节减振器的可能性。
振荡件20包括本体部分21和盖部分22。位于振荡件与导轴13之间的轴承布置23、24已经被设置与上面提到的部分相连，从而使得本体部分21和盖部分包括轴承布置23、24。多个中间部件25，即调节圆盘25.1-25.3被设置在本体部分和盖部分之间，通过所述中间部件可影响到振荡件的质量。中间部件位于本体部分21与盖部分22之间且在图2所示的实施例中它们都通过螺纹杆26和螺帽27进行紧固以形成组件。此处，在本体部分21与盖部分22之间保持了一定空间，即一定的纵向距离，且如果所需总质量使得不必要使用填充整个可得空间的中间部件数量，那么支承套筒25.4与螺纹杆相结合使用。这尤其实现了使在每种情况下调整减振器所需要的质量可被布置在以标准尺寸生产的本体部分与盖部分之间的空间中的优点。可通过布置不同数量的中间部件而改变振荡件的质量。还可能由具有不同密度的材料生产中间部件。因此，可在不改变振荡件的外部尺寸的情况下改变其质量，由此可能使物理确定尺寸的过程标准化。然而重要的是，振荡件中的所有部分不可相对于彼此进行移动。本体部分21、盖部分22和中间部件25的形状可与图中所示的那些部分不同；然而，关键的是它们的形状是旋转对称的且它们的质心位于中心轴上。
可在振荡件中布置流路28以使减振介质充注空间19，由此振荡件的移动可导致减振介质沿流路进行流动。减振介质可经由流通开口16和17和空间19进行相应的流动。可通过改变调节螺栓或针18的位置而调节经由该路径进行的流动以及振荡件的减振效应。
图4示出了根据本发明的减振器的另一个实施例。所述减振器在结构上对应于图2所示的结构，且在下文中主要仅结合与图2所示特征不同的特征进行说明。此处，本体部分10设有具有更小直径的区域10.4，该区域形成了上肩部10.5和下肩部10.6(如图所示)。此处，两个叠置的环30、31被布置靠在肩部上，由套筒32实现环的紧固。所述环在空间19中朝向中心延伸以使得在它们与振荡件20之间仅存在小的间隙。所述间隙用作减振介质的流路和节流点。另一方面，在环30、31的周围限定出的间隙保持处于振荡件与本体部分10之间。突出环21.2被布置在振荡件的外周上，且沿纵向轴线的方向在环之间的区域中围绕振荡件延伸，突出环被形成连接到与振荡件的本体部分21分开的壳体21.1上。壳体和本体部分也可成一整体，如图2所示。突出环21.2本身用作减振介质的节流点且对于所述设备的减振调整产生影响。
为了消减振荡件的移动，环30、31沿其周部设有贯通孔33，所述贯通孔的尺寸和位置可用以影响介质的流量，即进行节流。叠置环的开口可具有不同尺寸且部分叠置，这改进了节流的可调节性。可通过使环与中心轴线彼此相关地旋转至适当位置而移动开口33的位置。
在操作中，当减振器的振荡件在空间19中的导轴上进行前后振荡时，其产生反作用力。可通过改变振荡件的质量、通过改变弹簧系统的弹簧常数且通过充注空间19的减振介质及其流动而实现对反作用力的幅度、频率和相角的影响作用。减振器将振动能量转换成热量，当减振介质在振动活塞的驱使下在狭窄节流点中从一个空间向另一个空间流动时，形成所述热量。
本发明不限于在此所述的实施例，而是可设想在所附权利要求的范围内的多种变型。

Claims (11)

1、一种减振器(3)，包括本体部分(10)，通过所述本体部分所述减振器可被紧固到待减振的物体上、活动地布置在所述本体部分(10)的空间(19)中且通过至少一个弹簧(29)被紧固到所述本体部分上的振荡件(20)，其特征在于，所述振荡件(20)包括可拆卸地彼此紧固在一起的一个以上的部分(21、22、23、24、25、26、27)。
2、根据权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述振荡件(20)包括两个端部件和布置在所述端部件之间的多个中间部件(25)。
3、根据权利要求1或权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述振荡件(20)大体上呈圆柱形且其包括平行于其纵向轴线的贯通孔(20.1)。
4、根据权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述本体部分(10)包括由第一端壁(11)和第二端壁(12)限制出的圆柱形空间(19)，且沿所述圆柱形空间的中心轴线布置了振荡件的导轴(13)，所述导轴包括空间(15)和邻近其相对端的用以在所述导轴的所述空间(15)与所述本体部分的所述空间(19)之间形成流动连接的开口(16、17)。
5、根据权利要求4所述的减振器，其特征在于，用于调节所述导轴的所述空间(15)与所述本体部分的所述空间(19)之间的所述流动连接的装置(18)被设置与所述导轴的所述空间(15)相连。
6、根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述振荡件的轴承装置(23、24)已经被布置与所述端部件(21、22)相连。
7、根据权利要求4所述的减振器，其特征在于，所述振荡件被布置以借助弹簧(29)受到所述第一端壁(11)和所述第二端壁(12)的支承。
8、根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述中间部件包括调节圆盘(25.1、25.2、25.3)和支承套筒(25.4)。
9、一种制造减振器(3)的方法，其中可移动振荡件(20)借助至少一个弹簧(29)被布置在所述本体部分(10)的所述空间中，其特征在于，通过使多个部分(21、22、23、24、25、26、27)彼此紧固在一起而形成所述振荡件(20)。
10、一种用于减轻活塞式发动机中的发动机振动的布置，包括发动机(1)和至少一个附件(2)如涡轮增压器的组件，其中所述至少一个附件(2)被刚性地附接到所述发动机上，其特征在于，减振器(3)与所述至少一个附件(2)紧固相连。
11、根据权利要求10所述的用于减轻发动机振动的布置，其特征在于，所述减振布置包括连接到所述发动机的介质循环装置(4)上的控温装置(5、6)。
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