CN208221476U - 一种离心摆式减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种离心摆式减振器，包括旋转板和至少一个用于吸收振动的摆锤，旋转板与摆锤通过限位构件可运动连接，每个摆锤开设有至少一个第一弧形孔，旋转板开设有与第一弧形孔对应的第二弧形孔，第二弧形孔与第一弧形孔反向对称；第一弧形孔和第二弧形孔被至少一个限位构件贯穿，限位构件可在第一弧形孔和第二弧形孔中运动从而限制摆锤的运动路径，第一弧形孔和第二弧形孔端部均设置有缓冲块。本实用新型的有益效果为：通过第二弧形孔与第一弧形孔反向对称设置的结构，在加大摆锤的摆动幅度的同时能够减小限位构件的震动，提高减振效果，通过缓冲块的设置实现在不限制摆锤运动的前提下达到低速减振的效果，并且延长了零件的使用寿命。

Description

一种离心摆式减振器

技术领域

本实用新型涉及一种离心摆式减振器，属于减振领域。

背景技术

现代发动机发展的趋势是涡轮增压或机械增压器的使用和气缸数量的降低，这会大大影响发动机动力输出的连续性，增加扭转振动。传统的弹簧阻尼器通常仅在窄的频率范围内有效，在某些特定的发动机转速下无法提供足够大的阻尼力。目前，汽车产业多安装双质量飞轮来达到减振降噪的目的，但此方法的减振效果稍显乏力，满足不了高要求的舒适度和低噪声，因此需要开发更高效的扭转减振器。

离心摆式减振器是一种共振减振器，是靠系统的共振作用产生的反力矩来平衡干扰力矩的。在离心摆的作用下，传动系统可以实现在全转速下的某阶次激励减振。离心摆式减振器的核心技术包括路径设计和优化，但目前其研究方向还停留在结构设计和总成布置方面，关键的路径设计还处于探索阶段。

曲率半径固定的圆弧形路径是研究最广泛的运动轨迹，但该类型的离心摆式减振器表现出很强的非线性，在摆角过大的情况下，减振器满足不了主要阶次激励的频率，同时摆锤的大幅度摆动会加剧滚子的振动，容易造成减振系统的失稳。未成熟的技术研究和无法预测的减振器吸振率大大限制了离心摆式减振器的工程应用。

离心摆式减振器虽然有着良好的减振性能，但在低速期间，摆锤在离心力下的运动尚未稳定，与滚子有较大的冲击力。目前，研究主要集中在摆锤的结构设计，比如，在摆锤末端加弹性缓冲或摆锤间加扭转弹簧等。这些在结构上达到了低速缓冲的目的，但却对摆锤运动起到了一定的限位作用，降低了减振效果。低速减振也是摆式减振器结构设计的核心问题之一。

综上，现有的离心摆式减震器振动幅度小，减振效果有限，无法保证摆锤运动频率与发动机激励主阶次相同，摆锤容易运动失稳，低速减振时在摆锤末端加弹性缓冲或摆锤间加扭转弹簧的缓冲方式限制了摆锤的运动，降低了减振效果，使得零件使用寿命缩短。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种离心摆式减振器，通过第二弧形孔与第一弧形孔反向对称设置的结构，在加大摆锤的摆动幅度的同时能够减小限位构件的震动，提高减振效果，通过缓冲块的设置实现在不限制摆锤运动的前提下达到低速减振的效果。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种离心摆式减振器，包括与发动机输出轴连接的能绕轴转动的旋转板和至少一个用于吸收振动的摆锤，所述旋转板与所述摆锤通过限位构件可运动连接，所述每个摆锤开设有至少一个用于提供限位构件运动轨迹的第一弧形孔，所述旋转板开设有与第一弧形孔对应的用于增大摆锤振幅的第二弧形孔，所述第二弧形孔与第一弧形孔反向对称；所述第一弧形孔和第二弧形孔被至少一个所述限位构件贯穿，所述限位构件可在所述第一弧形孔和第二弧形孔中运动从而限制摆锤的运动路径，所述第一弧形孔和第二弧形孔端部均设置有用于缓冲限位构件与其产生的冲击力的缓冲块。

进一步，所述限位构件为可自转的圆柱销。

进一步，所述第一弧形孔的形状由摆锤的内表面限制，包括第一主动面和第一从动面，所述第一主动面为预设形状，所述限位构件可沿第一主动面运动，所述第一从动面可根据需要设置为任意形状。

优选地，所述旋转板为圆环形状的板。

进一步，所述至少一个摆锤是四个摆锤，并且圆周分布在旋转板上。

进一步，所述第二弧形孔的形状与第一弧形孔反向对称，包括第二主动面和第二从动面，所述限位构件可沿第二主动面运动。

进一步，所述第一弧形孔的第一主动面与第一从动面交界处开设有用于设置所述缓冲块的第一缓冲槽。

进一步，所述第二弧形孔的第二主动面与第二从动面交界处开设有用于设置所述缓冲块的第二缓冲槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种离心摆式减振器，通过第二弧形孔与第一弧形孔反向对称设置的结构，在加大摆锤的摆动幅度的同时能够减小限位构件的震动，提高减振效果，通过缓冲块的设置实现在不限制摆锤运动的前提下达到低速减振的效果，并且延长了零件的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的整体结构图；

图2是本实用新型较佳实施例的正视图；

图3是图2的剖视图；

图4是实用新型较佳实施例的一个摆锤处的局部放大图；

图5是实用新型较佳实施例用于确定曲线轮廓形状的直角坐标系。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。本实用新型的离心摆式减振器适用于汽车动力总成传动系的减振。

参照图1-图4，本实用新型的一种离心摆式减振器，能够吸收发动机操作产生的扭转振动并在发动机输出轴和变速箱输入轴之间传递扭矩，其包括与发动机输出轴连接的能在发动机主要阶次激励下绕轴转动的旋转板3和至少一个用于吸收振动的摆锤1，所述旋转板3与所述摆锤1通过限位构件可运动连接，所述每个摆锤1开设有至少一个用于提供限位构件运动轨迹的第一弧形孔11，所述旋转板3开设有与第一弧形孔11反向对称的第二弧形孔31，第二弧形孔31增加了摆锤1的运动轨迹，使摆锤1能在有限的空间下有更大的摆角幅值，并且反向对称的设置能够减少摆锤1在大幅度摆动下造成的振动，增加了该减振器的稳定性；所述第一弧形孔11和第二弧形孔31被至少一个所述限位构件贯穿，所述限位构件可在所述第一弧形孔11和第二弧形孔31中运动从而限制摆锤1的运动路径，所述第一弧形孔11和第二弧形孔31端部均设置有用于缓冲限位构件与其产生的冲击力的缓冲块2。

其中的旋转板3可操作以将驱动扭矩传输到汽车中的另一个旋转构件，如离合器从动盘、双质量飞轮或液力变矩器等。在不脱离本发明的范围情况下，旋转板3可运动连接到动力总成传动系中的其他各个部件。

下面以一具体的较佳实施例对本实用新型进行说明，而并不意欲限制本公开、应用或使用。

优选地，旋转板3呈圆环状，摆锤1呈弧形，其曲率与圆环状的旋转板3相同且曲率中心位于旋转板3的中心轴，保证了摆锤1运动的频率与发动机激励的主阶次相同；由于一个摆锤1的减振效果不太理想，在实际应用中通常根据惯量阻尼的选择确定摆锤1的数量，本实施例在旋转板3两侧各设置了四个呈圆周均布的摆锤1，为了使摆锤1的运动更稳定，每个摆锤1开设两个第一弧形孔11，旋转板3两侧的摆锤1的第一弧形孔11相互对应，并且在旋转板3上开设与第一弧形孔11相对应的反向对称的第二弧形孔31，每个第二弧形孔31接纳一个限位构件，该限位结构通过对应的第一弧形孔11和第二弧形孔31贯穿两侧的摆锤1与旋转板3，使摆锤1与旋转板3可运动连接起来，优选地，本实施例使用圆柱销4作为限位结构。

如图4所示，所述第一弧形孔11的形状由摆锤1的内表面限制，包括第一主动面11A和第一从动面11B，圆柱销4则沿第一主动面11A运动从而限制摆锤1的运动轨迹，所述第一主动面11A为预设形状，该形状由路径参数λ和传动系参数决定，本实施例中，第一主动面11A形状为一曲线，具体通过如下方法确定：

1)确定通用路径参数，摆锤1质心曲线可以使用圆形，摆线型和外摆线型等各种路径，现引入路径参数λ来表示所有路径曲线函数：

R²＝R₀-λ²l²

其中l是运动过程中摆角对应的角位移。

参照图5，R₀是摆锤1质心垂直顶点c处的曲率半径此时(x＝0，y＝m，l＝0)，其对应不同发动机主要激励阶次n和结构在y轴的垂直顶点d，确定的函数关系为：

R₀＝d/(n²+1)

λ是路径参数，λ的取值范围为0＜＜λ＜＜1，几种主要的路径形式对应的λ取值为：

当λ＝0时，路径为圆形；

当λ＝1时，路径为摆线型；

当时，路径为一种特殊的外摆线型，此时外摆线的基圆是以旋转板3中心为原点，曲率半径为d-R₀。

当λ取其他值时，均为外摆线型，此时需要将λ根据因子R₀/d²(1-λ²)缩放，并在垂直方向上转换到质心顶点为(0，d)处，有利于在结构上设计摆锤1的摆动频率与发动机主要激励阶次相同。

2)绘制摆锤1质心曲线函数，通过确定通用路径参数，来绘制第一主动面11A轮廓曲线，根据λ的取值不同主要包括两种情况。

当λ＝1(摆线型)时，

当λ≠1时，

3)确定圆柱销4规格和摆锤1安装尺寸，假设圆柱销4半径为c，水平方向尺寸a，垂直方向尺寸b，从而确定摆锤1的安装位置，圆柱销4质心运动和第一主动面11A轮廓曲线函数。

圆柱销4质心运动函数：

当λ＝1(摆线型)时，

当λ≠1时，

其中a，b分别为摆锤1安装的水平尺寸和竖直尺寸。

假设圆柱销4的半径为c，所以导出的曲线函数为：

x＝x′-csinθ

y＝y′+ccosθ

4)绘制通用路径第一主动面11A轮廓曲线；

5)建立装有通用路径离心摆式减振器的简化模型；

6)给定路径的离心摆式减振器固有频率大小为：

由此可知，给定路径的离心摆减振器固有频率只与旋转板3的角速度成正比，和摆锤1的振幅无关。

第一从动面11B形状不做限定，可根据惯量要求进行调整。

第一主动面11A与第一从动面11B交界处为半圆弧，其半径可根据第一从动面11B的轮廓调整，使得圆柱销4在运动到端部极限位置时有对应面的接触碰撞；在低速行驶时，摆锤1在离心力作用下摆动，尚未稳定，与圆柱销4产生较大的冲击力，振动幅值较大，为了缓冲该冲击力带来的振动，在各弧形孔端部设置弹性缓冲块2，为了固定弹性缓冲块2，在第一主动面11A与第一从动面11B交界处开设对应的第一缓冲槽，该缓冲槽可为任意足以嵌入弹性缓冲块2的形状，本实施例中，该缓冲槽为矩形槽，矩形长边与半圆弧的轴线相平行，短边距离半圆弧的顶端1.5-2mm之间；该弹性缓冲块2使得圆柱销4运动到弧形孔两端部时会有阻尼缓冲从而减少低速阶段大幅值的振动和噪声。

由于第二弧形孔31与第一弧形孔11反向对称，所以第二弧形孔31包括第二主动面31A、第二从动面31B和对应的缓冲块2与第二缓冲槽，其形状参考第一弧形孔11，不再赘述。

当旋转板3静止时，摆锤1和圆柱销4都各自保持静止，基本上不运动。然而，当旋转板3绕轴旋转时，则会带动圆柱销4在旋转板3的弧形孔中运动，圆柱销4连接摆锤1，限制其在摆锤1弧形路径上运动。当摆锤1绕对应圆柱销4行进时，圆柱销4外表面的一部分沿着第一弧形孔11的第一主动面11A和第二弧形孔31的第二主动面31A滑动。因此，每个摆锤1的运动路径是由控制摆锤1绕对应圆柱销4运动的各主动面的轮廓限定。

第一主动面11A和第二主动面31A的轮廓形状，确保了离心摆式减振器的固有频率为定值，即使在摆锤1角度过大的情况下，该减振器依然有良好的稳定性。

通过对第一主动面11A和第二主动面31A的轮廓曲线精确设置，能够有效解决摆锤1运动失稳的问题，摆锤1曲率中心设置在旋转板3的基准轴上，保证了摆锤1运动的频率与发动机激励的主阶次相同，缓冲块2的设置解决了低速高振幅的问题，同时延长了零件的使用寿命。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (8)

1.一种离心摆式减振器，其特征在于：包括与发动机输出轴连接的能绕轴转动的旋转板(3)和至少一个用于吸收振动的摆锤(1)，所述旋转板(3)与所述摆锤(1)通过限位构件可运动连接，所述每个摆锤(1)开设有至少一个用于提供限位构件运动轨迹的第一弧形孔(11)，所述旋转板(3)开设有与第一弧形孔(11)对应的用于增大摆锤(1)振幅的第二弧形孔(31)，所述第二弧形孔(31)与第一弧形孔(11)反向对称；所述第一弧形孔(11)和第二弧形孔(31)被至少一个所述限位构件贯穿，所述限位构件可在所述第一弧形孔(11)和第二弧形孔(31)中运动从而限制摆锤(1)的运动路径，所述第一弧形孔(11)和第二弧形孔(31)端部均设置有用于缓冲限位构件与其产生的冲击力的缓冲块(2)。

2.根据权利要求1所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述限位构件为可自转的圆柱销(4)。

3.根据权利要求1所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述第一弧形孔(11)的形状由摆锤(1)的内表面限制，包括第一主动面(11A)和第一从动面(11B)，所述限位构件可沿第一主动面(11A)运动。

4.根据权利要求1所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述旋转板(3)为圆环形状的板。

5.根据权利要求4所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述至少一个摆锤(1)是四个摆锤(1)，并且圆周分布在旋转板(3)上。

6.根据权利要求3所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述第二弧形孔(31)的形状与第一弧形孔(11)反向对称，包括第二主动面(31A)和第二从动面(31B)，所述限位构件可沿第二主动面(31A)运动。

7.根据权利要求3所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述第一弧形孔(11)的第一主动面(11A)与第一从动面(11B)交界处开设有用于设置所述缓冲块(2)的第一缓冲槽。

8.根据权利要求6所述的离心摆式减振器，其特征在于：所述第二弧形孔(31)的第二主动面(31A)与第二从动面(31B)交界处开设有用于设置所述缓冲块(2)的第二缓冲槽。