DE102016218381A1 - Damping device for a Zylinderabschaltsystem with inner and outer centrifugal pendulum - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern und einem Zylinderabschaltsystem (ZAS), über das ein Teil der Zylinder abschaltbar ist. Eine als Drehschwingungsdämpfer ausgeführte Dämpfungseinrichtung (1) des Antriebsstrangs (2) umfasst eine Bogenfederanordnung (5) mit einem Bogenfederkanal (7) und integrierten Bogenfedern (8) sowie zumindest zwei auf unterschiedliche Schwingungsordnungen oder Tilgerordnungen abgestimmte Fliehkraftpendel (14, 20). Die Pendelmassen (18, 21) der Fliehkraftpendel (14, 20) sind über Pendelbahnen in Verbindung mit Laufrollen beweglich an Trägerflanschen (11, 12) angeordnet. Die Dämpfungseinrichtung (1) schließt ein inneres, unterhalb des Bogenfederkanals (7) zwischen zwei Trägerflanschen (11, 12) angeordnetes Fliehkraftpendel (14) sowie ein äußeres, versetzt zum Bogenfederkanal (7) positioniertes Fliehkraftpendel (20) ein, wobei das äußere Fliehkraftpendel (20) endseitig an dem Trägerflansch (12) aufgenommen ist.The invention relates to a drive train of an internal combustion engine-driven vehicle with a predetermined number of cylinders and a Zylinderabschaltsystem (ZAS), via which a part of the cylinder is switched off. A damping device (1) of the drive train (2) designed as a torsional vibration damper comprises a bow spring arrangement (5) with a bow spring channel (7) and integrated bow springs (8) and at least two centrifugal pendulums (14, 20) tuned to different vibration orders or tilt arrangements. The pendulum masses (18, 21) of the centrifugal pendulum pendulum (14, 20) are arranged on pendulum tracks in connection with rollers movable on carrier flanges (11, 12). The damping device (1) includes an inner, below the Bogenfederkanals (7) between two support flanges (11, 12) arranged centrifugal pendulum (14) and an outer offset to the Bogenfederkanal (7) positioned centrifugal pendulum (20), wherein the outer centrifugal pendulum ( 20) is received at the end on the support flange (12).
Description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang von einem brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeug mit einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern und einem Zylinderabschaltsystem (ZAS), über das ein Teil der Zylinder abschaltbar ist, wobei eine als Drehschwingungsdämpfer ausgeführte Dämpfungseinrichtung des Antriebsstrangs eine Bogenfederanordnung mit einem Bogenfederkanal und integrierten Bogenfedern einschließt, sowie zumindest zwei auf unterschiedliche Schwingungsordnungen oder Tilgerordnungen abgestimmte Fliehkraftpendel, deren Pendelmassen über Pendelbahnen in Verbindung mit Laufrollen beweglich den Trägerflanschen zugeordnet sind.The invention relates to a drive train of an internal combustion engine-driven vehicle with a predetermined number of cylinders and a Zylinderabschaltsystem (ZAS), via which a part of the cylinder is switched off, designed as a torsional vibration damper damping device of the drive train includes a bow spring assembly with a bow spring channel and integrated bow springs, and at least two on different vibration orders or Tilgerordnungen tuned centrifugal pendulum whose pendulum masses are associated with the carrier flanges via pendulum tracks in conjunction with rollers movable.
Fliehkraftpendel dienen als drehzahladaptive Drehschwingungstilger insbesondere in Verbindung mit Drehschwingungsdämpfern der Schwingungsisolation von Drehschwingungen von Brennkraftmaschinen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus den Dokumenten
Brennkraftmaschinen mit einem Zylinderabschaltungssystem werden eingesetzt, um CO2-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Derartige Systeme stellen aufgrund unterschiedlicher Schwingungs- bzw. Tilgerordnungen an die zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe eingesetzte Dämpfungseinrichtung geänderte Anforderungen, um beispielsweise die NVH-Anforderungen (Noise, Vibration, Harshness) weiterhin erfüllen zu können.Internal combustion engines with a cylinder deactivation system are used to reduce CO2 emissions and fuel consumption. Due to different vibration or absorber arrangements, such systems make changes to the damping device used between the internal combustion engine and the transmission in order to be able to continue to meet, for example, the NVH requirements (noise, vibration, harshness).
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine baulich und funktional optimierte Dämpfungseinrichtung für einen Antriebsstrang zu schaffen, die einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderabschaltsystem zugeordnet ist.The invention has for its object to provide a structurally and functionally optimized damping device for a drive train, which is associated with an internal combustion engine with a Zylinderabschaltsystem.
Diese Aufgabe wird durch ein Fliehkraftpendel gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.This object is achieved by a centrifugal pendulum according to
Die zuvor genannte Problemlösung wird durch eine Dämpfungseinrichtung gelöst, die zwei unterschiedliche Fliehkraftpendel umfasst, ein inneres, zwischen zwei Trägerflanschen unterhalb des Bogenfederkanals angeordnetes Fliehkraftpendel, sowie ein äußeres, versetzt zum Bogenfederkanal positioniertes Fliehkraftpendel umfasst. Dabei ist das äußere Fliehkraftpendel endseitig an dem Trägerflansch aufgenommen, der einen Einbauraum des inneren Fliehkraftpendels begrenzt.The aforementioned problem solution is solved by a damping device comprising two different centrifugal pendulum, an inner, arranged between two support flanges below the curved spring channel centrifugal pendulum, as well as an outer, offset from the bow spring channel positioned centrifugal pendulum comprises. Here, the outer centrifugal pendulum is added to the end of the support flange, which limits an installation space of the inner centrifugal pendulum.
Durch die Anordnung des inneren Fliehkraftpendels in einem Einbauraum, der sowohl innenseitig als auch an beiden Längsseiten von den Trägerflanschen und außenseitig von dem Bogenfederkanal begrenzt ist, ergibt sich eine geschützte und bauraumoptimierte Einbaulage des inneren Fliehkraftpendels. Weiterhin ist das äußere Fliehkraftpendel platzsparend in einem einen Ringspalt bildenden Bauraum platziert, der sich zwischen dem Bogenfederkanal und einem Bauteil des Sekundärteils der Dämpfungseinrichtung oder beispielsweise einem Gehäuse der Umgebungskonstruktion einstellt. Durch die Doppelfunktion von einem Trägerflansch, der einerseits den Ringraum des inneren Fliehkraftpendels seitlich begrenzt und andererseits als Trägerelement für das äußere Fliehkraftpendel vorgesehen ist, stellt sich gleichzeitig ein bauteiloptimierter Aufbau der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung ein.Due to the arrangement of the inner centrifugal pendulum in an installation space which is bounded both on the inside and on both sides of the support flanges and the outside of the bow spring channel, there is a protected and space-optimized installation position of the inner centrifugal pendulum. Furthermore, the outer centrifugal pendulum is space-saving placed in an annular gap forming space that adjusts between the bow spring channel and a component of the secondary part of the damping device or, for example, a housing of the surrounding construction. Due to the dual function of a support flange, which limits the one hand, the annular space of the inner centrifugal pendulum side and on the other hand provided as a support member for the outer centrifugal pendulum, at the same time provides a component-optimized structure of the damping device according to the invention.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine aufgabengerechte, baulich und funktional verbesserte Dämpfungseinrichtung für einen Antriebsstrang realisierbar, die vorteilhaft in engen Bauräumen eingesetzt werden kann. Die zwei Fliehkraftpendel der Dämpfungseinrichtung sind bevorzugt so ausgelegt, dass sie zwei unterschiedliche Ordnungen abdecken. Damit ist die Dämpfungseinrichtung in der Lage zwei Hauptanregungen bzw. Schwingungen der ersten Ordnung einer Brennkraftmaschine zu tilgen, die in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Konzept kann selbst bei eng bemessenen Platzverhältnissen für den Antriebsstrang, der einer Brennkraftmaschinen mit Zylinderabschaltungssystem (ZAS) zugeordnet ist, vorteilhaft ein gewünschter hoher Isolationsgrad des Fahrzeuggetriebes erreicht werden.By the solution according to the invention a task-oriented, structurally and functionally improved damping device for a drive train can be realized, which can be advantageously used in tight spaces. The two centrifugal pendulums of the damping device are preferably designed so that they cover two different orders. Thus, the damping device is able to eliminate two main excitations or oscillations of the first order of an internal combustion engine, which can be operated in different operating modes. With the concept according to the invention, a desired high degree of isolation of the vehicle transmission can advantageously be achieved even with tightly dimensioned space conditions for the drive train, which is assigned to an internal combustion engine with cylinder deactivation system (ZAS).
Gemäß einer vorteilhaften Auslegung ist vorgesehen, dass das innere Fliehkraftpendel der Dämpfungseinrichtung für die erste Ordnung ausgelegt ist. Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Konzeptes beispielsweise auf eine vier Zylinder umfassende Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltungssystem ist das innere Fliehkraftpendel der Dämpfungseinrichtung für die erste Ordnung im Zweizylinder-Modus bestimmt.According to an advantageous design it is provided that the inner centrifugal pendulum of the damping device for the first order is designed. In an application of the inventive concept, for example, to a four-cylinder internal combustion engine with cylinder deactivation system, the inner centrifugal pendulum of the damping device for the first order in the two-cylinder mode is determined.
Der konstruktive Aufbau der Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung sieht weiterhin vor, dass das äußere, für die zweite Ordnung ausgelegte, Fliehkraftpendel radial nach außen versetzt zu dem inneren ersten Fliehkraftpendel zu positionieren. Die Pendelmassen des inneren Fliehkraftpendels und des äußeren Fliehkraftpendels sind dabei mit unterschiedlichen Radien zu einer Rotationsachse der Dämpfungseinrichtung angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Pendelmassen der Fliehkraftpendel abweichend voneinander dimensioniert. Ein bevorzugter Aufbau sieht vor, dass die Pendelmassen des inneren Fliehkraftpendels eine Stärke und / oder Länge aufweisen, die eine Stärke und / oder Länge der Pendelmassen des äußeren Fliehkraftpendels übertreffen. Ferner ist das zweite, äußere Fliehkraftpendel bzw. sind dessen Pendelmassen in einem Radius zur Rotationsachse positioniert, der übereinstimmt mit dem Radius der im Bogenfederkanal angeordneten Bogenfedern.The structural design of the damping device according to the invention further provides that the outer, designed for the second order, centrifugal pendulum position offset radially outward to the inner first centrifugal pendulum. The pendulum masses of the inner centrifugal pendulum and the outer centrifugal pendulum are arranged with different radii to a rotational axis of the damping device. According to a further embodiment, the pendulum masses of the centrifugal pendulum are dimensioned differently from each other. A preferred structure provides that the pendulum masses of the inner centrifugal pendulum have a strength and / or length that exceed a strength and / or length of the pendulum masses of the outer centrifugal pendulum. Furthermore, the second, outer centrifugal pendulum or its pendulum masses are positioned in a radius to the axis of rotation, which coincides with the radius of the arranged in the bow spring channel bow springs.
Ein bevorzugter weiterer konstruktiver Aufbau des Drehschwingungsdämpfers der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung sieht vor, zumindest das innere Fliehkraftpendel mit Koppelfedern zu bestücken, die jeweils zwischen den Pendelmassen eingesetzt sind. Ergänzend oder alternativ zu den zwischen den Pendelmassen eingesetzten Koppelfedern bietet es sich an, Pendel- oder Kulissenbahnen, die für die Laufrollen oder Wälzkörper der Pendelmassen des inneren Fliehkraftpendels bestimmt sind, zumindest in einem Endbereich zu verstimmen. Zur Erzielung einer optimalen Isolation ist für das innere Fliehkraftpendel eine Kombination von zwischen den Pendelmassen eingesetzten Koppelfedern und verstimmten Pendel- oder Kulissenbahnen der Laufrollen vorgesehen. Vorteilhaft können die Pendelmassen dabei über die Geometrie der Pendel- oder Kulissenbahn auf eine bestimmte Ordnung abgestimmt werden.A preferred further structural design of the torsional vibration damper of the damping device according to the invention provides to equip at least the inner centrifugal pendulum with coupling springs, which are each inserted between the pendulum masses. In addition or as an alternative to the coupling springs inserted between the pendulum masses, it makes sense to detune pendulum or slide tracks, which are intended for the rollers or rolling elements of the pendulum masses of the inner centrifugal pendulum, at least in an end region. To achieve optimum insulation, a combination of coupling springs inserted between the pendulum masses and detuned pendulum or slide tracks of the rollers is provided for the inner centrifugal pendulum. Advantageously, the pendulum masses can be tuned to a particular order on the geometry of the pendulum or slide track.
Die Trägerflansche der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung sind bevorzugt über Befestigungsmittel mit einer Abtriebsnabe verbunden, die gleichzeitig als Schwungmasse bzw. Sekundärteil der Dämpfungseinrichtung ausgeführt ist. Vorteilhaft sind dazu die innenseitig zusammengefügten Trägerflansche an der Abtriebsnabe verschraubt oder vernietet. Zur Aufnahme des inneren Fliehkraftpendels bilden die auch als Trägerelemente bezeichneten Trägerflansche jeweils einen entgegengesetzt nach außen gestuften Abschnitt, wobei diese Abschnitte parallel verlaufend ausgerichtet sind. Ein Trägerflansch steht endseitig mit den Bogenfedern in Wirkverbindung, der weitere Trägerflansch ist zur Aufnahme des zweiten äußeren Fliehkraftpendels bestimmt.The support flanges of the damping device according to the invention are preferably connected via fastening means to an output hub, which is designed simultaneously as a flywheel or secondary part of the damping device. Advantageously, the internally assembled support flanges are bolted or riveted to the output hub. For receiving the inner centrifugal pendulum, the support flanges, also referred to as support elements, each form an oppositely stepped outward section, these sections being aligned in parallel. A support flange is at the end of the bow springs in operative connection, the other support flange is intended to receive the second outer centrifugal pendulum.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einem Halbschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäßen, für einen Antriebsstrang bestimmten Dämpfungseinrichtung.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a figure. The single FIGURE shows in a half section the structure of a damping device according to the invention intended for a drive train.
In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäß aufgebaute Dämpfungseinrichtung
Als Brennkraftmaschine ist dabei insbesondere ein Otto- oder Dieselmotor vorgesehen, von dem das Drehmoment über den Antriebsstrang
Ein weiteres Fliehkraftpendel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dämpfungseinrichtung attenuator
- 22
- Antriebsstrang powertrain
- 33
- Antriebsnabe drive hub
- 44
- Abtriebsnabe output hub
- 55
- Bogenfederanordnung Arch spring assembly
- 66
- Rotationsachse axis of rotation
- 77
- Bogenfederkanal Arc spring channel
- 88th
- Bogenfeder bow spring
- 99
- Kurbelwelle crankshaft
- 1010
- Getriebewelle gear shaft
- 1111
- Trägerflansch beam flange
- 1212
- Trägerflansch beam flange
- 1313
- Befestigungsmittel fastener
- 1414
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 1515
- Abschnitt section
- 1616
- Abschnitt section
- 1717
- Bauraum space
- 1818
- Pendelmasse pendulum mass
- 1919
- Abstandselement spacer
- 2020
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 2121
- Pendelmasse pendulum mass
- 2222
- Bauraum space
- 2323
- Gehäuse casing
- 2424
- Ringelement ring element
- L1L1
- Länge length
- L2L2
- Länge length
- R1R1
- Radius radius
- R2 R2
- Radiusradius
- S1S1
- Stärke Strength
- S2S2
- Stärke Strength
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011104137 A1 [0002] DE 102011104137 A1 [0002]
- DE 102013202686 A1 [0002] DE 102013202686 A1 [0002]
- DE 102015201030 A1 [0004] DE 102015201030 A1 [0004]
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Date | Code | Title | Description |
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