CN202971826U - 发动机曲轴多级减震器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了发动机曲轴多级减震器，包括车毂和皮带轮，还包括钢圈、钢环和第一橡胶、第二橡胶，所述钢圈和钢环通过紧固件配合，钢圈和车毂之间设置第一橡胶，在钢圈与皮带轮之间设置第二橡胶，通过对比测试可见发动机曲轴多级减震器比单级扭转减振器具有更好的减振性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机曲轴多级减震器。
背景技术
汽车的大量使用是现代文明与富裕的象征。故对它的动力——内燃机的安全性、可靠性以及舒适性也提出日益严格的要求，因往复式内燃机运转时，在曲轴的每个曲拐上都作用着大小和方向都呈复杂周期变化的切向力，曲轴承受周期变化的扭转应力。由于曲轴当量展开长度长与扭转刚度小，而随它一把运转的零件的惯量又大，尤其是飞轮的转动惯量很大，使曲轴产生周期变化的扭转变形----即扭振。其扭振频率较低，易在工作转速范围内发生强烈发振。如不采用相应措施，加以预防或消弱该扭振，轻者引发较大噪音，加剧与曲轴相连的齿轮系的磨损；重则会导致曲轴断裂。
虽然理论上可采用较大轴系扭转刚度、减少轴系转动惯量等办法，可提高轴系的固有频率，避开某些危险共振。但难度很大；实用上常用加大振动系统的阻尼，使它即使在主共振下，也不会产生过大振幅。其中，采用扭振减振器是非常有效的。
在变工况下使用的车用内燃机，已经广泛采用阻尼式减振器，其中对小功率、小轿车和轻型车的发动机，以橡胶减振器为宜。多缸发动机的曲轴自由端处的扭转振幅度最大，为使阻尼减振器能发挥最大的振动阻尼作用，橡胶减振器就安装在曲轴自由端，如图1所示，橡胶减振器是由连接曲轴的轮毂9、惯性质量的皮带轮11和通过硫化法把9、11粘连一起的橡胶层10。可见它结构简单轻巧，安装所占用空间范小，当在曲轴上安装了一个减振器后，轴系扭振自由 度加1，这会使最低共振频率分成了两个新的共振频率。达到调频减幅作用；而橡胶具有粘弹性可减弱曲轴扭振的振幅，起到位调幅减振的作用。
理论和实践证明：减振器的有效性首先应正确先择合理的三个参数：转动惯量，刚度，阻尼系数。
对于单级扭转减振器通过其最优质量比(扭转减振器惯性质量的转动惯量与主振系的有效当量比值)、频率比(减振器惯性质量的固有频率与主振系的固有频率之比)和扭转减振器的相对阻尼系数的优化，将有效地改善发动机曲轴系统的扭振特征，降低扭振幅值。即通过改变减振器的惯性质量的转动惯量或橡胶层的刚度来达到发动机的减振匹配要求。因橡胶阻尼式扭振减振器具有以下功能：1.减曲轴扭转振动，提高曲轴的疲劳寿命，减少应力水平。2.伟递扭矩，衰减扭矩波动。3.减少整车振动噪音。但由于采用橡胶作阻力尼材料时，它的物理和力学性能不易控制，并由于惯性轮相对轮毂的扭转振动时会使橡胶层因内磨擦而发热，当发热过严重时将能导致该橡胶层损坏，减振器失效。上述单级橡胶减振器已满足不了扭转振动的控制要要求。近年来随着汽车发展的小型化，轻型化，对传动空间紧凑化，传动高效化的状况下，这种失效更显特出。
发明内容
针对上述技术缺陷，本实用新型提出发动机曲轴多级减震器。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
发动机曲轴多级减震器，包括车毂和皮带轮，还包括钢圈、钢环和第一橡胶、第二橡胶，所述钢圈和钢环通过紧固件配合，钢圈和车毂之间设置第一橡胶，在钢圈与皮带轮之间设置第二橡胶。
进一步的，在皮带轮的上侧设置摩擦垫，所述第二橡胶紧贴所述摩擦垫。
进一步的，在皮带轮的内侧设置摩擦环，所述第二橡胶紧贴所述摩擦环。
本实用新型的有益效果在于：通过对比测试可见二级橡胶扭转减震器比单级扭转减振器具有更好的减振性能。
附图说明
图1为现有技术中单级橡胶扭转减振器；
图2为本实用新型中两级扭转减振器产品例一；
图3为本实用新型中两级扭转减振器产品例二；
图4为两级扭转减振器的原理图；
图5为减振器减振性对比测试图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
发动机曲轴多级减震器的工作原理可见图4所示，根据该工作原理，本实用新型的发动机曲轴多级减震器如图2所示，该减震器，包括车毂1和皮带轮6、钢圈2、钢环3和第一橡胶8、第二橡胶7，所述钢圈2和钢环3通过紧固件配合，钢圈2和车毂1之间设置第一橡胶8，在钢圈2与皮带轮6之间设置第二橡胶7，在皮带轮6的上侧设置摩擦垫4，所述第二橡胶7紧贴所述摩擦垫4，在皮带轮6的内侧设置摩擦环5，所述第二橡胶7紧贴所述摩擦环5。钢环3与钢圈2间为紧固件配合，组成一组惯性质量，轮毂1、第一橡胶8、钢圈2及钢环3组件三件组成一级减振器；钢圈2及钢环3组件、第二橡胶7、皮带轮6三件组成另一级减振器。带轮部件作为其中一级减振器的转动惯量，可直接或间接的通过橡胶件与轮毂相连。都有另外一级减振器，它的惯性质量不是带轮，直 接或间接的通过橡胶件与轮毂相连。
本实用新型的另一种设计如图3所示，与图2的区别在于，钢圈13及钢环14呈一垂直设计，在钢圈13与车毂12之间设置第一橡胶16，在钢圈13与皮带轮18之间设置第二橡胶17，钢环14与皮带轮18之间设置摩擦环15。
为确保皮带轮在传动运转过程中的轮毂与各惯性质量之间不发生相对滑移，采用了粘结压入法：先涂刷特殊粘结胶，再压入橡胶，确保静扭矩。并在轮毂外圆与钢圈内圆结构上，制有凹凸导环，可防止各零件之间的轴向移动。
对于单级还是双级的动力减振器，在确定最优质量比、频率比和相对阻尼系数时，都源于这种思路：对主系统为单自由度的约束系数，若安装n个动力吸振器，则主振系的振动具有(n+1)个峰值。动力吸振器最优设计的目标是使各个共振峰的高度等高且最小，对于单级的动力吸振器，每级吸振器质量比确定后，可以给出动力吸振器最优频率比和相对阻尼系数。通过对扭振性能的对比测试如图5所示，其中A：未装减振器；B△：安装具有最优频率比和实际阻尼系数比的单级减振器；C○：安装具有最优频率比和阻尼系数比的单级减振器；
：安装具有最优化设计的二级减振器，可见发动机曲轴多级减震器比单级扭转减振器具有更好的减振性能。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。
Claims (5)
1.发动机曲轴多级减震器，包括车毂和皮带轮，其特征在于，还包括钢圈、钢环和第一橡胶、第二橡胶，所述钢圈和钢环通过紧固件配合，钢圈和车毂之间设置第一橡胶，在钢圈与皮带轮之间设置第二橡胶。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴多级减震器，其特征在于，在皮带轮的上侧设置摩擦垫，所述第二橡胶紧贴所述摩擦垫。
3.根据权利要求1所述的发动机曲轴多级减震器，其特征在于，在皮带轮的内侧设置摩擦环，所述第二橡胶紧贴所述摩擦环。
4.根据权利要求1所述的发动机曲轴多级减震器，其特征在于，所述钢圈和钢环呈垂直设置。
5.根据权利要求4所示的发动机曲轴多级减震器，其特征在于，所述钢环与所述皮带轮之间设置摩擦环。
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