PL233746B1

PL233746B1 - Torsional vibrations damper, preferably for the multicylinder combustion engine

Info

Publication number: PL233746B1
Application number: PL422900A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Homik; Marek Lecki
Original assignee: Lecki Marek Dampol Marek Lecki; Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-11-29
Also published as: PL422900A1

Abstract

Tłumik (1) jest przeznaczony do zamocowania swą piastą na wale obrotowym silnika i zawiera co najmniej dwie szeregowe gałęzie tłumiące. Pierwsza z gałęzi tłumiących jest od swej wewnętrznej strony, od osi obrotu tłumika (1), w postaci walcowego wieńca sztywno połączonego z piastą (2) tłumika (1), a na wieńcu jest osadzony na elastycznym pierścieniu osadczym (3), od zewnętrznej strony pierwszej gałęzi tłumiącej, zewnętrzny pierścień bezwładnościowy (4). Druga z gałęzi tłumiących jest w postaci obwodowej obudowy (5) komory pierścieniowej (6), z obudową (5) sztywno osadzoną na obwodowej ściance pionowej zewnętrznego pierścienia bezwładnościowego (4), przy czym w komorze pierścieniowej (6) jest osadzony suwliwie wewnętrzny pierścień bezwładnościowy (7).The damper (1) is designed to be mounted with its hub on the engine's rotating shaft and includes at least two serial damping branches. The first of the damping branches is on its inner side, from the axis of rotation of the silencer (1), in the form of a cylindrical rim rigidly connected to the hub (2) of the silencer (1), and on the rim is mounted on a flexible retaining ring (3), from the outside first damping branch, outer inertia ring (4). The second of the damping branches is in the form of a circumferential housing (5) of the annular chamber (6), with the housing (5) rigidly mounted on the circumferential vertical wall of the outer inertial ring (4), with the inner inertial ring slidably mounted in the annular chamber (6). (7).

Description

Przedmiotem wynalazku jest tłumik drgań skrętnych, zwłaszcza do wielocylindrowego silnika spalinowego, przeznaczony do zamocowania swą piastą na wale obrotowym silnika.The subject of the invention is a torsional vibration damper, in particular for a multi-cylinder internal combustion engine, intended to be mounted with its hub on the rotating shaft of the engine.

Producenci układów napędowych (na przykład silników spalinowych samochodowych, okrętowych, kolejowych itp.) stawiają sobie za cel znaczne zwiększenie ich żywotności i niezawodności. By sprostać temu zadaniu, koniecznym jest prowadzenie badań optymalizacyjnych wszystkich części silnika. Ponieważ żywotność i niezawodność układu napędowego (na przykład wielocylindrowego silnika spalinowego) zależy między innymi od wielkości drgań skrętnych wału korbowego silnika, istotnym zagadnieniem staje się problem ich zminimalizowania.Manufacturers of propulsion systems (for example, automotive, marine, railway internal combustion engines, etc.) aim to significantly increase their service life and reliability. To meet this task, it is necessary to conduct optimization studies of all engine parts. Since the service life and reliability of the drive system (for example, a multi-cylinder internal combustion engine) depends, inter alia, on the magnitude of the torsional vibrations of the engine crankshaft, the problem of minimizing them becomes an important issue.

Uniknięcia pracy wału korbowego w warunkach rezonansowych można osiągnąć przez:Avoiding crankshaft operation in resonant conditions can be achieved by:

- zmianę prędkości obrotowych silnika,- changing the engine speed,

- zmianę częstości drgań własnych wału,- change of the natural frequency of the shaft,

- zmianę przebiegu sił wymuszających oraz zastosowanie dodatkowych systemów tłumiących (dynamicznych lub dyssypacyjnych). Zmiana prędkości obrotowych silnika, przebiegu sił wymuszających oraz częstości własnych, na ogół bywa trudna lub wręcz niemożliwa do realizacji, ze względów konstrukcyjno-eksploatacyjnych. Pozostaje więc zastosowanie tłumika drgań skrętnych. Z różnych rozwiązań konstrukcyjnych w chwili obecnej największe zastosowanie znajdują dwa rodzaje tłumików drgań skrętnych tj. tłumiki: wiskotyczne i z gumowym elementem sprężystym.- changing the course of the exciting forces and the use of additional damping systems (dynamic or dissipative). Changing the rotational speed of the engine, the course of the exciting forces and natural frequencies is usually difficult or even impossible to implement due to construction and operation reasons. So what remains is the use of a torsional vibration damper. Out of the various design solutions, at present, two types of torsional vibration dampers are most commonly used, i.e. dampers: viscous and with a rubber elastic element.

Zadaniem tłumika drgań skrętnych jest zmniejszenie drgań skrętnych wału (wału korbowego, długiego wału napędowego) głównie w zakresie obrotowych prędkości rezonansowych (tak zwanych prędkości krytycznych). Jeżeli obrotowa prędkość rezonansowa znajduje się w zakresie prędkości eksploatacyjnych układu napędowego (na przykład silnika), to trwałość i niezawodność takiego układu jest niska. Problem ten występuje praktycznie we wszystkich układach napędowych (wszystkich środkach transportu), w których źródłem momentu obrotowego jest wielocylindrowy silnik spalinowy. Obniżenie drgań skrętnych przez zastosowanie tłumika drgań skrętnych:The task of a torsional vibration damper is to reduce the torsional vibrations of the shaft (crankshaft, long drive shaft) mainly in the range of rotational resonant speeds (so-called critical speeds). If the rotational resonant speed is in the operating speed range of the drive system (e.g. engine), the life and reliability of the system are poor. This problem occurs in virtually all drive systems (all means of transport) where the source of torque is a multi-cylinder internal combustion engine. Reduction of torsional vibrations by using a torsional vibration damper:

- zmniejsza naprężenia zmęczeniowe wałów (wałów korbowych i napędowych),- reduces the fatigue stress of shafts (crankshafts and drive shafts),

- zwiększa równomierność pracy całego układu napędowego,- increases the uniformity of the entire drive system,

- zwiększa sprawność układu napędowego,- increases the efficiency of the drive system,

- zwiększa trwałość i niezawodność układu rozrządu silnika,- increases durability and reliability of the engine timing system,

- zmniejsza poziom emitowanego przez układ napędowy hałasu i drgań.- reduces the level of noise and vibration emitted by the drive system.

Skuteczność działania tłumika drgań skrętnych uzależniona jest nie tylko od poprawności jego wykonania, ale przede wszystkim od poprawności jego zaprojektowania i zoptymalizowania jego wszystkich parametrów (parametrów geometrycznych, parametrów fizycznych), na które bezpośrednio ma wpływ układ, w którym pracuje tłumik. Każdy tłumik drgań skrętnych optymalizowany jest tak, aby największą jego skuteczność uzyskać dla pewnego zakresu częstości. Do podstawowych kryteriów optymalizacyjnych zaliczamy:The effectiveness of a torsional vibration damper depends not only on the correctness of its manufacture, but above all on the correctness of its design and optimization of all its parameters (geometric parameters, physical parameters), which are directly influenced by the system in which the damper works. Each torsional vibration damper is optimized so as to obtain the greatest efficiency for a certain frequency range. The basic optimization criteria include:

- kryterium amplitudowe,- amplitude criterion,

- kryterium energetyczne,- energy criterion,

- kryterium wytrzymałościowe,- strength criterion,

- kryterium temperaturowe.- temperature criterion.

Naturalnym kryterium optymalizacyjnym jest kryterium amplitudowe (na przykład minimalizacja poziomu drgań skrętnych wału korbowego silnika).A natural optimization criterion is the amplitude criterion (for example, minimizing the level of torsional vibrations of an engine crankshaft).

Sposób optymalizacji tłumika drgań zależy od przyjętego kryterium optymalizacyjnego. Obszar rozwiązań dopuszczalnych określony jest następującymi ograniczeniami:The method of vibration damper optimization depends on the adopted optimization criterion. The area of feasible solutions is defined by the following limitations:

- szerokością pasm, w których tłumik ma działać,- the bandwidth in which the damper is to operate,

- maksymalnymi naprężeniami dynamicznymi w wale silnika,- maximum dynamic stresses in the motor shaft,

- dopuszczalną amplitudą drgań skrętnych swobodnego końca walu,- the allowable amplitude of torsional vibrations of the free end of the shaft,

- temperaturą pracy tłumika, oddziaływaniem dynamicznym układu odbioru mocy.- muffler operating temperature, dynamic effect of the power take-off system.

Niezależnie od rozwiązania konstrukcyjnego, tłumiki drgań skrętnych dobiera się lub projektuje indywidualnie do danego typu układu napędowego. Dobrze zaprojektowany, dobrany tłumik, powoduje obniżenie amplitudy drgań skrętnych wału korbowego silnika, w stosunku do drgań wału bez tłumika.Regardless of the design solution, torsional vibration dampers are selected or designed individually for a given type of drive system. A well-designed, selected damper reduces the amplitude of torsional vibrations of the engine crankshaft in relation to the vibrations of the shaft without the damper.

Obecnie stosowane tłumiki drgań skrętnych niezależnie od rozwiązania konstrukcyjnego, działają skutecznie tylko w pewnym ograniczonym zakresie prędkości obrotowych układu dynamicznego i tłumią praktycznie jedną częstość rezonansową, co niewątpliwie jest ich wadą. Jest to spowodowaneThe currently used torsional vibration dampers, regardless of the design solution, work effectively only in a limited range of rotational speeds of the dynamic system and suppress practically one resonant frequency, which is undoubtedly their disadvantage. It is caused by

PL 233 746 B1 tym, że w tłumikach tych posiadamy ograniczoną możliwość sterowania parametrami geometrycznymi tłumika a optymalizacja dotyczy jednego parametru fizycznego (w tłumikach wiskotycznych - lepkość cieczy, w tłumikach gumowych - twardość gumy).Due to the fact that in these silencers we have a limited ability to control the geometric parameters of the damper, and the optimization concerns one physical parameter (in viscous silencers - liquid viscosity, in rubber silencers - rubber hardness).

Problem ten jest szczególnie istotny gdy układ napędowy pracuje przez stosunkowo długie okresy z pierwszą z drugą lub trzecią prędkością obrotową (na przykład napędy jednostek pływających) lub gdy oddziaływanie układu napędowego może doprowadzić do dodatkowego rezonansowego wzmocnienia amplitudy.This problem is particularly acute when the propulsion system is operated for relatively long periods at first to second or third rotational speeds (for example, watercraft drives) or when the action of the propulsion system may lead to additional resonant amplitude amplification.

W dobie podwyższania osiągów układów napędowych przy równoczesnym ograniczeniu ich materiałochłonności, konstrukcje klasycznych tłumików (wiskotycznych, gumowych, sprężynowych) nie zawsze spełniają pokładane w nich oczekiwania.In the era of increasing the performance of drive systems while reducing their material consumption, the constructions of classic silencers (viscous, rubber, spring) do not always meet the expectations placed on them.

Znane są liczne przypadki uszkodzeń części układu napędowego spowodowane nieskuteczną pracą tłumika lub wręcz związanych z jego uszkodzeniem. Problem ten jest niejednokrotnie związany z niewłaściwą obsługą serwisową tłumików, ale przede wszystkim z ich stosunkowo wąskim zakresem działania.There are numerous cases of damage to parts of the drive system caused by ineffective operation of the silencer or even related to its damage. This problem is often associated with improper servicing of mufflers, but above all with their relatively narrow scope of operation.

Znany jest z publikacji polskiego patentu tymczasowego nr PL150859B2 sposób badania wiskotycznych tłumików drgań skrętnych, zabudowanych na badanym silniku lub na stanowisku badawczym z napędem korzystnie za pomocą wału Cardana. W pierścieniu bezwładnościowym badanego tłumika obudowanego ekranem, pochłaniającym promienie γ i zaopatrzonym w otwór, umieszcza się izotop promieniotwórczy, po czym obudowę tłumika zaopatrzoną w związany z nią trwale punkt wprowadza się w ruch obrotowy i wytwarza się sygnał elektryczny związany z tym punktem, wyzwalający podstawę czasu oscyloskopu, a wytworzone w liczniku scyntylacyjnym umieszczonym naprzeciw otworu w ekranie impulsy podaje się na wejście oscyloskopu, na którym dokonuje się odczytu odległości kątowej pomiędzy stałym punktem obudowy tłumika a punktem pierścienia bezwładnościowego, w którym zamocowano izotop promieniotwórczy.There is known from the publication of the Polish provisional patent No. PL150859B2 a method of testing viscous torsional vibration dampers installed on the tested engine or on a test stand with a drive, preferably by means of a cardan shaft. The radioactive isotope is placed in the inertia ring of the tested damper, enclosed with a screen absorbing γ rays and provided with a hole, and then the muffler housing with a point permanently associated with it is set in rotation and an electrical signal is generated related to this point, triggering the time base the oscilloscope, and the pulses generated in the scintillation counter placed opposite the opening in the screen are fed to the oscilloscope input, where the angular distance between the fixed point of the damper housing and the point of the inertia ring where the radioisotope is mounted is read.

Z kolei z publikacji polskiego opisu patentowego nr PL 162274 B2 znany jest tłumik drgań skrętnych posiadający: monolityczną lub składaną obudowę zaopatrzoną w kołnierz dla umocowania tłumika na wale korbowym silnika, bezwładnościowy pierścień zamachowy umieszczony w obwodowej komorze pierścieniowej, korzystnie z minimalnym odstępem z każdej strony, zwykle wypełniony wysokolepką cieczą typu olej silikonowy. W tym znanym rozwiązaniu pomiędzy co najmniej jedną ścianą obudowy i bezwładnościowym pierścieniem zamachowym usytuowana jest co najmniej jedna wkładka łożyskowa z tworzywa sztucznego, zwykle z materiału typu teflon, tarflen, poliamid.On the other hand, from the publication of the Polish patent description No. PL 162274 B2, a torsional vibration damper is known, having: a monolithic or folded housing provided with a flange for mounting the damper on the engine crankshaft, an inertial flywheel placed in the circumferential ring chamber, preferably with a minimum distance on each side, usually filled with a highly viscous liquid, such as silicone oil. In this known solution, between at least one wall of the housing and the inertial flywheel, at least one bearing insert made of plastic, usually made of material such as Teflon, tarflen, polyamide, is arranged.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji tłumika drgań skrętnych, zwłaszcza do wielocylindrowego silnika spalinowego.The object of the invention is to develop a new construction of a torsional vibration damper, especially for a multi-cylinder internal combustion engine.

Tłumik drgań skrętnych, zwłaszcza do wielocylindrowego silnika spalinowego, do zamocowania swą piastą na wale obrotowym silnika, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej dwie szeregowe gałęzie tłumiące, przy czym pierwsza z gałęzi tłumiących jest od swej wewnętrznej strony, od osi obrotu tłumika, w postaci walcowego wieńca sztywno połączonego z piastą tłumika, a na wieńcu jest osadzony na elastycznym pierścieniu osadczym, od zewnętrznej strony pierwszej gałęzi tłumiącej, zewnętrzny pierścień bezwładnościowy, zaś druga z gałęzi tłumiących jest w postaci obwodowej obudowy komory pierścieniowej, z obudową sztywno osadzoną na obwodowej ściance pionowej zewnętrznego pierścienia bezwładnościowego, przy czym w komorze pierścieniowej jest osadzony suwliwie wewnętrzny pierścień bezwładnościowy.A torsional vibration damper, in particular for a multi-cylinder internal combustion engine, to be mounted with its hub on the rotational shaft of the engine, according to the invention is characterized in that it comprises at least two damping branches in series, the first of the damping branches being on its inside, away from the axis of rotation of the damper. , in the form of a cylindrical rim rigidly connected to the damper hub, and on the rim is mounted on a flexible mounting ring, from the outside of the first damping branch, the outer inertia ring, while the second of the damping branches is in the form of a circumferential housing of the annular chamber, with the housing rigidly mounted on a peripheral vertical wall of the outer slide ring, the inner slide ring slidably mounted in the annular chamber.

Korzystnie tłumik ma koło pasowe sztywno połączone z bokiem wieńca pierwszej gałęzi tłumiącej, a pierścień osadczy pierwszej gałęzi tłumiącej jest z gumy, a ponadto na zewnętrznej powierzchni walcowej wieńca pierwszej gałęzi tłumiącej jest obwodowe wgłębienie, zaś na wewnętrznej powierzchni walcowej zewnętrznego pierścienia bezwładnościowego tej gałęzi tłumiącej jest obwodowa wypukłość o kształcie dopasowanym do kształtu obwodowego wgłębienia, co zapobiega przesunięciu osiowemu pierścienia osadczego.Preferably, the damper has a pulley rigidly connected to the side of the rim of the first damping branch, and the snap ring of the first damping branch is made of rubber, and there is a circumferential recess on the outer cylindrical surface of the rim of the first damping branch, and on the inner cylindrical surface of the outer inertia ring of this damping branch is a circumferential relief shaped to match the circumferential shape of the recess, which prevents axial displacement of the snap ring.

Dalsze korzyści w postaci zwiększenia skuteczności działania tłumika są uzyskiwane, jeśli obudowa komory pierścieniowej na wewnętrzny pierścień bezwładnościowy tłumika jest zamknięta od czoła tłumika obwodową pokrywą, a wewnętrzny pierścień bezwładnościowy tłumika osadzony w komorze pierścieniowej jest ułożyskowany na łożysku teflonowym, zaś powierzchnia wewnętrznego pierścienia bezwładnościowego jest pokryta olejem silikonowym.Further benefits in the form of increasing the effectiveness of the damper are obtained if the housing of the annular chamber for the inner inertia of the damper is closed from the front of the damper with a circumferential cover, and the inner inertia of the damper embedded in the annular chamber is mounted on a Teflon bearing, and the surface of the inner inertial ring is covered. silicone oil.

Zaletą tłumika drgań skrętnych według wynalazku jest to, że jego rozwiązanie konstrukcyjne łączy w sobie cechy tłumika wiskotycznego i tłumika gumowego, połączonych w układzie szeregowym, a zatem tłumik jest szerokopasmowy i łączy w sobie zalety tłumika o dużej lepkości i małej sprężystoAn advantage of the torsional vibration damper according to the invention is that its design solution combines the features of a viscous damper and a rubber damper, connected in series, so the damper is broadband and combines the advantages of a damper with high viscosity and low elasticity.

PL 233 746 B1 ści oraz tłumika o dużej sprężystości i małym tłumieniu wewnętrznym, co sprawia, że w szerszym zakresie prędkości eksploatacyjnych układu napędowego wyraźnie zmniejsza się wartość amplitud drgań skrętnych i unika się pracy w rezonansie.Due to the fact that in a wider range of operating speeds of the drive system, the amplitudes of torsional vibrations are significantly reduced and work in resonance is avoided.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiają tłumik według wynalazku, odpowiednio: w przekroju osiowym i widoku perspektywicznym z przodu, boku i góry, fig. 3 przedstawia analizę porównawczą pierwszej harmonicznej kąta skręcenia wału z zastosowaniem różnych rodzajów tłumików drgań - szeregowego szerokopasmowego tłumika drgań skrętnych na tle tłumików gumowych i wiskotycznych, wyniki badań układu o małej sztywności skrętnej, fig. 4 - analizę porównawczą czwartej harmonicznej kąta skręcenia wału z zastosowaniem różnych rodzajów tłumików drgań - szeregowego szerokopasmowego tłumika drgań skrętnych na tle tłumików gumowych i wiskotycznych, wyniki badań układu o małej sztywności skrętnej, fig. 5 - analizę porównawczą trzeciej harmonicznej kąta skręcenia wału z zastosowaniem różnych rodzajów tłumików drgań - szeregowego szerokopasmowego tłumika drgań skrętnych na tle tłumików gumowych i wiskotycznych, wyniki badań na obiekcie rzeczywistym, fig. 6 - analizę porównawczą szóstej harmonicznej kąta skręcenia wału z zastosowaniem różnych rodzajów tłumików drgań - szeregowego szerokopasmowego tłumika drgań skrętnych na tle tłumików gumowych i wiskotycznych, wyniki badań na obiekcie rzeczywistym, fig. 7 - analizę porównawczą obwiedni rezonansowych kąta skręcenia wału z zastosowaniem różnych rodzajów tłumików drgań - szeregowego szerokopasmowego tłumika drgań skrętnych na tle tłumików wiskotycznych, wyniki badań na obiekcie rzeczywistym, zaś fig. 8 - analizę porównawczą obwiedni rezonansowych kąta skręcenia wału z zastosowaniem różnych rodzajów tłumików drgań - szeregowego szerokopasmowego tłumika drgań skrętnych na tle tłumików gumowych, wyniki badań na obiekcie rzeczywistym.The invention is explained in more detail in the drawing, in which Figs. 1 and 2 show the damper according to the invention in an axial section and a perspective view from the front, side and top, respectively, Fig. 3 shows a comparative analysis of the first harmonic of the angle of torsion with the use of different types of vibration dampers - serial broadband torsional vibration damper against the background of rubber and viscous dampers, test results for a system with low torsional stiffness, Fig. 4 - comparative analysis of the fourth harmonic of the shaft torsion angle using different types of vibration dampers - serial broadband torsional vibration damper against the background rubber and viscous dampers, test results of a system with low torsional stiffness, Fig. 5 - comparative analysis of the third harmonic of the shaft torsion angle with the use of various types of vibration dampers - a series wideband torsional vibration damper against the background of rubber and viscous dampers, test results on a real object Fig. 6 - comparative analysis of the sixth harmonic of the shaft torsion angle with the use of various types of vibration dampers - a serial broadband torsional vibration damper against the background of rubber and viscous dampers, test results on a real object, Fig. 7 - comparative analysis of the resonant envelope of the shaft torsion angle with the use of various types of vibration dampers - a serial broadband torsional vibration damper against the background of viscous dampers, the results of tests on a real object, and Fig. 8 - comparative analysis of the resonant envelope of the torsional angle of the shaft with the use of various types of vibration dampers - a series wideband torsional vibration damper against the background of rubber dampers , test results on a real object.

Tłumik 1 drgań skrętnych, według wynalazku w przykładzie wykonania, jest przeznaczony do wielocylindrowego silnika spalinowego, do zamocowania swą piastą 2 na wale obrotowym silnika.The torsional vibration damper 1 according to the invention in an exemplary embodiment is intended for a multi-cylinder internal combustion engine, to be fixed by its hub 2 on the rotating shaft of the engine.

Tłumik 1 zawiera dwie szeregowe gałęzie tłumiące. Pierwsza z gałęzi tłumiących jest od swej wewnętrznej strony, od osi obrotu tłumika 1, w postaci walcowego wieńca sztywno połączonego z piastą 2 tłumika 1. Na wieńcu jest osadzony na elastycznym pierścieniu osadczym 3, od zewnętrznej strony pierwszej gałęzi tłumiącej, zewnętrzny pierścień bezwładnościowy 4. Druga z gałęzi tłumiących jest w postaci obwodowej obudowy 5 komory pierścieniowej 6, z obudową 5 sztywno osadzoną na obwodowej ściance pionowej zewnętrznego pierścienia bezwładnościowego 4, przy czym w komorze pierścieniowej 6 jest osadzony suwliwie wewnętrzny pierścień bezwładnościowy 7. Tłumik 1 ma koło pasowe 8 sztywno połączone z bokiem wieńca jego pierwszej gałęzi tłumiącej. Pierścień osadczy 3 pierwszej gałęzi tłumiącej tłumika 1 jest z gumy. Na zewnętrznej powierzchni walcowej wieńca pierwszej gałęzi tłumiącej tłumika 1 jest obwodowe wgłębienie, zaś na wewnętrznej powierzchni walcowej zewnętrznego pierścienia bezwładnościowego 4 tej gałęzi tłumiącej jest obwodowa wypukłość o kształcie dopasowanym do kształtu obwodowego wgłębienia. Obudowa 5 komory pierścieniowej 6 na wewnętrzny pierścień bezwładnościowy 7 tłumika 1 jest zamknięta od czoła tłumika 1 obwodową pokrywą 9. Wewnętrzny pierścień bezwładnościowy 7 w komorze pierścieniowej 6 tłumika 1 jest ułożyskowany na łożysku teflonowym 10, zaś powierzchnia wewnętrznego pierścienia bezwładnościowego 7 jest pokryta olejem silikonowym 11.The muffler 1 comprises two suppression branches in series. The first of the damping branches is on its inner side, from the axis of rotation of the damper 1, in the form of a cylindrical rim rigidly connected to the hub 2 of the damper 1. On the rim, an outer inertia ring 4 is mounted on the flexible mounting ring 3, on the outer side of the first damper branch. The second of the damping branches is in the form of a circumferential casing 5 of the annular chamber 6, with the casing 5 rigidly mounted on the peripheral vertical wall of the outer inertia ring 4, and the internal inertia ring 7 is slidably mounted in the annular chamber 6. The damper 1 has a pulley 8 rigidly connected. with the side of the rim of its first damping branch. The snap ring 3 of the first damping branch 1 is made of rubber. On the outer cylindrical surface of the rim of the first damping branch of the damper 1 there is a circumferential recess, and on the inner cylindrical surface of the outer inertia ring 4 of this damping branch there is a circumferential relief shaped to the shape of the circumferential recess. The housing 5 of the annular chamber 6 for the inner inertia ring 7 of the damper 1 is closed from the front of the damper 1 with a circumferential cover 9. The inner inertia ring 7 in the annular chamber 6 of the damper 1 is mounted on a Teflon bearing 10, and the surface of the inner inertia ring 7 is covered with silicone oil 11 .

Zaprezentowany tłumik 1 jest typowym tłumikiem dynamicznym, w którym do redukcji drgań skrętnych wału (układu napędowego) wykorzystuje się siły bezwładności. Szeregowy układ tłumika 1 sprawia, że w podstawowym zakresie prędkości eksploatacyjnych układu napędowego pracuje on jako typowy tłumik gumowy. Z chwilą wzrostu przemieszczeń względnych pomiędzy piastą 2 tłumika 1, a obudową 5 (praca w obszarze dopuszczalnego kąta względnych' przemieszczeń), zaczyna pracować również część wiskotyczna tłumika 1 (tłumik wiskotyczny).The presented damper 1 is a typical dynamic damper, in which the inertia forces are used to reduce torsional vibrations of the shaft (drive system). The series system of the damper 1 makes it work as a typical rubber damper in the basic operating speed range of the drive system. As soon as the relative displacements increase between the hub 2 of the damper 1 and the housing 5 (work in the area of the permissible angle of relative displacements), the viscous part of the damper 1 (viscous damper) also starts to work.

Analiza wyników badań przeprowadzonych na obiekcie o małej sztywności skrętnej oraz na obiekcie rzeczywistym wykazała, że szeregowy szerokopasmowy tłumik 1 drgań skrętnych; nie tylko znacząco zmniejszył amplitudę drgań w rezonansie, ale także zwiększył pasma oddziaływania.The analysis of the results of tests carried out on an object with low torsional stiffness and on a real object showed that the series broadband damper 1 of torsional vibrations; not only significantly reduced the amplitude of vibrations in resonance, but also increased the impact bands.

Okazało się, że zaletą tego tłumika 1 jest zdolność do skutecznego obniżania amplitud tych harmonicznych, które w danym układzie dynamicznym stanowią dla niego największe zagrożenie dla badanego układu dynamicznego o małej sztywności skrętnej (długi wał o małej średnicy) pierwszej i czwartej harmonicznej (fig. 3 i 4), zaś dla układu rzeczywistego trzeciej i szóstej harmonicznej (fig. 5 i 6).It turned out that the advantage of this damper 1 is the ability to effectively reduce the amplitudes of these harmonics, which in a given dynamic system pose the greatest threat to the tested dynamic system with low torsional stiffness (long shaft with small diameter) of the first and fourth harmonics (Fig. 3). and 4), and for the real system of the third and sixth harmonics (Figs. 5 and 6).

Z przeprowadzonej analizy porównawczej jednoznacznie wynika, że tłumik 1 tego typu nie generuje gwałtownych zmian w przebiegach amplitud poszczególnych harmonicznych, a różnica pomiędzy ekstremalnymi wartościami kąta skręcenia wałów badanych układów dynamicznych jest najmniejsza.The comparative analysis clearly shows that this type of damper 1 does not generate sudden changes in the amplitude waveforms of individual harmonics, and the difference between the extreme values of the angle of torsion of the shafts of the dynamical systems under study is the smallest.

PL 233 746 B1PL 233 746 B1

Reasumując można stwierdzić, że szeregowy szerokopasmowy tłumik 1 drgań skrętnych jest tłumikiem efektywniejszym od tłumików' klasycznych w tłumieniu drgań skrętnych w układach napędowych o małej sztywności skrętnej oraz złożonych układów napędowych o podwyższonych osiągach (fig. 7 i 8).Summing up, it can be stated that the series broadband torsional vibration damper 1 is a damper more effective than the classic dampers in damping torsional vibrations in drive systems with low torsional stiffness and complex drive systems with increased performance (Figs. 7 and 8).

Zastrzeżenia patentowePatent claims

Claims

A torsional vibration damper, in particular for a multi-cylinder internal combustion engine, to be mounted with its hub on the rotating shaft of the engine, characterized in that it comprises at least two damping branches in series, the first of the damping branches being on its inside, away from the damper rotation axis ( 1), in the form of a cylindrical rim rigidly connected to the hub (2) of the damper (1), and on the rim it is mounted on a flexible snap ring (3), on the outer side of the first damping branch, the outer inertia ring (4), and the second one on the branch of damping elements is in the form of a circumferential housing (5) of the annular chamber (6), with the housing (5) rigidly mounted on the peripheral vertical wall of the outer inertia ring (4), while the inner inertia ring (7) is slidably mounted in the annular chamber (6) .

2. Muffler according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that it has a pulley (8) rigidly connected to the rim side of the first damping branch.

3. Muffler according to claim The method of claim 1 or 2, characterized in that its retaining ring (3) of the first damping branch is made of rubber.

4. Muffler according to claim The damping branch according to claim 1, 2 or 3, characterized in that there is a circumferential recess on the outer cylindrical surface of the rim of its first damping branch, and on the inner cylindrical surface of the outer inertia ring (4) of the damping branch there is a circumferential relief shaped to the shape of the circumferential recess.

5. Muffler according to claim The damper (1) is closed at the damper (1) face by a peripheral cover (9).

6. Muffler according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5, characterized in that its inner inertia ring (7) seated in the annular chamber (6) is mounted on a teflon bearing (10).

7. Muffler according to claim A method according to any of the preceding claims, characterized in that the surface of its inner slide ring (7) seated in the annular chamber (6) is coated with silicone oil (11).