一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮

摘要

本发明公开了一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其包括初级飞轮和次级飞轮，所述初级飞轮和所述次级飞轮之间通过至少一个弹簧机构扭弹性的相互连接，所述弹簧机构设置于所述初级飞轮的内腔内，所述次级飞轮设置于所述初级飞轮的内腔外，所述初级飞轮的内腔内设置有与所述弹簧机构扭弹性连接的法兰，所述次级飞轮包括与所述法兰同轴连接的副飞轮，所述法兰内设置有沿其周向布置的用于减震的第一颗粒阻尼组件，所述副飞轮内沿其周向布置的用于减震的第二颗粒阻尼组件。本发明不仅轴向空间紧凑时，而且能够实现最大的减振效果。

权利要求

1.一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，包括初级飞轮和次级飞轮，所述初级飞轮和所述次级飞轮之间通过至少一个弹簧机构扭弹性的相互连接，所述弹簧机构设置于所述初级飞轮的内腔内，所述次级飞轮设置于所述初级飞轮的内腔外，其特征在于：所述初级飞轮的内腔内设置有与所述弹簧机构扭弹性连接的法兰，所述次级飞轮包括与所述法兰同轴连接的副飞轮，所述法兰内设置有沿其周向布置的用于减震的第一颗粒阻尼组件，所述副飞轮内沿其周向布置的用于减震的第二颗粒阻尼组件。

2.根据权利要求1所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述法兰包括环形本体部，所述环形本体部的一侧端面上设置有沿其周向间隔布置、轴向延伸的用于安装所述第一颗粒阻尼组件的颗粒阻尼安装槽，所述环形本体部的外周面上对称设置有用于与弧形弹簧配合、沿其径向外延的肋板部。

3.根据权利要求1所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述副飞轮包括飞轮本体部，所述飞轮本体部的一侧端面上设置有沿其周向间隔布置、轴向延伸的用于安装第二颗粒阻尼组件的颗粒阻尼安装槽。

4.根据权利要求1所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述法兰和所述副飞轮能够同步旋转的相互固接，所述副飞轮上还同轴固接有用于保证其与所述初级飞轮同轴度的花键毂。

5.根据权利要求4所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述花键毂包括同轴布置的副飞轮连接盘部和主飞轮定位销部，所述副飞轮连接盘部的直径大于所述主飞轮定位销部的直径。

6.根据权利要求5所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述初级飞轮包括主飞轮和盖盘，所述主飞轮的外周面上设置有齿圈，所述主飞轮和所述盖盘之间围成的内腔内由其径向由内向外依次同轴设置有定位盘、法兰、弧形弹簧和滑槽。

7.根据权利要求6所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述定位盘上设置有用于与所述花键毂的主飞轮定位销部配合的定位槽，所述定位盘与所述主飞轮之间通过支撑垫圈密封连接。

8.根据权利要求6所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述主飞轮和所述盖盘之间同轴设置有所述次级飞轮的法兰，所述法兰与所述盖盘直接设置有用于对其进行轴向限位的碟形弹簧。

9.根据权利要求8所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述碟形弹簧与所述主飞轮之间设置有用于密封的支撑环，所述碟形弹簧与所述盖盘之间设置有用于密封的摩擦垫圈，所述摩擦垫圈的内径小于所述碟形弹簧的外径小于所述摩擦垫圈的外径，所述支撑环的内径小于所述碟形弹簧的内径小于所述支撑环的外径。

10.根据权利要求6所述的带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，其特征在于：所述弧形弹簧通过所述法兰和所述滑槽的配合径向限位。

说明书

一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮

技术领域

[0001] 本发明公开了一种双质量飞轮，属于发动机减振技术领域，具体公开了一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮。

背景技术

[0002] 随着我国汽车工业的发展，客户对汽车的需求除了可靠性外，对舒适性的要求也越来越高，成本较高的扭转减振器得以普遍应用，但在对NVH要求也越来越高的背景下，普通带弹簧的扭转减振器也无法完全满足客户需求，目前市场出现了新式钟摆减振器，但其技术被大厂垄断，成本奇高，本发明在颗粒阻尼技术替代钟摆的新技术上，提出了一种新结构，充分利用发动机上的有限空间，有利于颗粒阻尼的在实际车辆上的大量布置。

[0003] 中国发明专利CN107542847A的说明书中公开了一种具有颗粒阻尼减振器的双质量飞轮，包括副飞轮本体，其特征是所述副飞轮本体的轮缘上均匀分布有多个颗粒阻尼减振器，所述颗粒阻尼减振器包括设置在副飞轮本体上的腔体，所述腔体内填充有多个颗粒，所述腔体顶部的开口上设置有端盖。该发明在不增加轴向尺寸，在次级飞轮(副飞轮)轮缘上均匀分布一个以上颗粒阻尼减振器，形成颗粒阻尼式双质量飞轮，从而提升了对整车振动的抑制和隔离效果；但是，由于仅在次级飞轮的轮缘上布置单层颗粒阻尼，由于其设计位置的局限性造成其起到的减振效果有限。

[0004] 中国发明专利CN104088962B的说明书中公开了一种带有减振器的飞轮体，包括轮缘、辐条、轮毂、法兰、颗粒减振器，颗粒减振器包括减振器腔体、颗粒/粉末、减振器端盖，颗粒减振器均布于飞轮体的轮缘中，当飞轮体受到外部激励时，利用颗粒与颗粒以及颗粒与空腔之间的非弹性碰撞和摩擦消耗系统的能量，从而达到提高飞轮体抗冲击振动的能力。该发明的颗粒减振器均布于飞轮体的轮缘中，由于其设计位置的局限性造成其起到的减振效果有限。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮和汽车，其不仅轴向空间紧凑时，而且能够实现最大的减振效果。

[0006] 本发明公开了一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，包括初级飞轮和次级飞轮，所述初级飞轮和所述次级飞轮之间通过至少一个弹簧机构扭弹性的相互连接，所述弹簧机构设置于所述初级飞轮的内腔内，所述次级飞轮设置于所述初级飞轮的内腔外，所述初级飞轮的内腔内设置有与所述弹簧机构扭弹性连接的法兰，所述次级飞轮包括与所述法兰同轴连接的副飞轮，所述法兰内设置有沿其周向布置的用于减震的第一颗粒阻尼组件，所述副飞轮内沿其周向布置的用于减震的第二颗粒阻尼组件。

[0007] 在本发明的一种优选实施方案中，所述法兰包括环形本体部，所述环形本体部的一侧端面上设置有沿其周向间隔布置、轴向延伸的用于安装所述第一颗粒阻尼组件的颗粒阻尼安装槽，所述环形本体部的外周面上对称设置有用于与弧形弹簧配合、沿其径向外延的肋板部。

[0008] 在本发明的一种优选实施方案中，所述副飞轮包括飞轮本体部，所述飞轮本体部的一侧端面上设置有沿其周向间隔布置、轴向延伸的用于安装第二颗粒阻尼组件的颗粒阻尼安装槽。

[0009] 在本发明的一种优选实施方案中，所述法兰和所述副飞轮能够同步旋转的相互固接，所述副飞轮上还同轴固接有用于保证其与所述初级飞轮同轴度的花键毂。

[0010] 在本发明的一种优选实施方案中，所述花键毂包括同轴布置的副飞轮连接盘部和主飞轮定位销部，所述副飞轮连接盘部的直径大于所述主飞轮定位销部的直径。

[0011] 在本发明的一种优选实施方案中，所述初级飞轮包括主飞轮和盖盘，所述主飞轮的外周面上设置有齿圈，所述主飞轮和所述盖盘之间围成的内腔内由其径向由内向外依次同轴设置有定位盘、法兰、弧形弹簧和滑槽。

[0012] 在本发明的一种优选实施方案中，所述定位盘上设置有用于与所述花键毂的主飞轮定位销部配合的定位槽，所述定位盘与所述主飞轮之间通过支撑垫圈密封连接。

[0013] 在本发明的一种优选实施方案中，所述主飞轮和所述盖盘之间同轴设置有所述次级飞轮的法兰，所述法兰与所述盖盘直接设置有用于对其进行轴向限位的碟形弹簧。

[0014] 在本发明的一种优选实施方案中，所述碟形弹簧与所述主飞轮之间设置有用于密封的支撑环，所述碟形弹簧与所述盖盘之间设置有用于密封的摩擦垫圈，所述摩擦垫圈的内径小于所述碟形弹簧的外径小于所述摩擦垫圈的外径，所述支撑环的内径小于所述碟形弹簧的内径小于所述支撑环的外径。

[0015] 在本发明的一种优选实施方案中，所述弧形弹簧通过所述法兰和所述滑槽的配合径向限位。

[0016] 在本发明的一种优选实施方案中，所述弧形弹簧的垂直于其中轴线的中心对称面与所述法兰内第一颗粒阻尼组件所在的平面相互平行或重合。

[0017] 在本发明的一种优选实施方案中，所述弧形弹簧包括两个半弧形弹簧，每个半弧形弹簧的一端与所述主飞轮连接、另一端与所述法兰连接，两个半弧形弹簧同步压缩。

[0018] 在本发明的一种优选实施方案中，所述第一颗粒阻尼组件包括颗粒钢珠和密封盖板，位于颗粒阻尼安装槽内的颗粒钢珠的填充率与阻尼比的关系如下为，

[0019]

[0020] 式中，阻尼比‑ξ；系数‑k；总可用体积‑V；颗粒钢珠单个体积‑v；颗粒钢珠材料密度‑ρ；单个阻尼器内最小颗粒数量‑Nmin；填充率‑b。

[0021] 在本发明的一种优选实施方案中，所述第二颗粒阻尼组件包括颗粒钢珠和密封盖板，位于颗粒阻尼安装槽内的颗粒钢珠的填充率与阻尼比的关系如下为，

[0022]

[0023] 式中，阻尼比‑ξ；系数‑k；总可用体积‑V；颗粒钢珠单个体积‑v；颗粒钢珠材料密度‑ρ；单个阻尼器内最小颗粒数量‑Nmin；填充率‑b。

[0024] 本发明还公开了一种汽车，包括发动机和变速箱，所述发动机和所述变速箱之间设置有带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮。

[0025] 本发明的有益效果是：本发明不仅结构紧凑、较单层颗粒阻尼的双质量飞轮技术方案具有更加优秀的减振效果、密封性良好、效果能够媲美钟摆式双飞轮结构；本发明通过在次级飞轮的法兰和副飞轮上同时布置颗粒阻尼组件，在无需增加任何附加零部件的前提下使得双质量飞轮在不增加任何轴向尺寸的前提下形成一个双层的次级阻尼减振结构，其较单层颗粒阻尼的双质量飞轮具有更加优秀的减振效果，且充分利用了初级飞轮的内腔空间；进一步的，本发明通过对法兰的结构设计不仅使其能够在不增加轴向尺寸的前提下实现减振，而且能够媲美钟摆式双飞轮结构；进一步的，本发明的副飞轮的结构设计不仅能够在不增加轴向尺寸的前提下实现减振，而且便于颗粒阻尼的安装和替换；进一步的，本发明的设计法兰和所述副飞轮能够同步旋转的相互固接，并且保证副飞轮上还同轴固接有用于保证其与所述初级飞轮同轴度的花键毂，从而保证主飞轮、法兰、副飞轮三者工作时的同轴度，进一步的降低了由于三者不同轴产生的振动；进一步的，本发明的花键毂包括副飞轮连接盘部和主飞轮定位销部，其不仅便于加工，而且方便主飞轮与副飞轮的装配；进一步的，本发明的初级飞轮包括主飞轮和盖板，主飞轮的外周面上设置有齿圈，主飞轮和盖板之间围成的内腔内由其径向由内向外依次同轴设置有定位盘、弧形弹簧和滑槽，该结构设计轴向尺寸短，初级飞轮的内腔得以充分利用；进一步的，本发明的定位盘上不仅能够保证主飞轮和副飞轮的同轴度，而且通过支撑垫圈能够有效的实现密封，防止润滑油脂外溢；进一步的，本发明的主飞轮和盖板之间同轴设置有法兰，法兰与盖板直接设置有用于对其进行轴向限位的碟形弹簧，碟形弹簧的存在保证了法兰的轴向限位，防止了次级飞轮工作时的轴向窜动，进一步提高了减振效果；进一步的，本发明通过在碟形弹簧与法兰之间设置支撑环、碟形弹簧与盖板之间设置有摩擦垫圈，该设计有效地实现密封，防止润滑油脂外溢，且给飞轮提供基础摩擦阻尼，增加汽车在怠速时的减振能力；进一步的，在本发明通过将碟形弹簧的垂直于其中轴线的对称面、位于所述法兰内的颗粒阻尼组件所在的平面、位于所述副飞轮内的颗粒阻尼组件所在的平面设计为相互平行结构，从而在相对于现有技术中轴向尺寸不变的前提下，成倍的增加了阻尼效果；进一步的，基于本发明公开的颗粒阻尼安装槽内的颗粒钢珠的填充率与阻尼比经验公式能够有效地提高减振比该经验公式揭示了由于结构空间限制，在总可用体积V为固定参数的前提下，颗粒阻尼器的个数，颗粒密度，大小，以及填充率的关系，可以对颗粒阻尼器的布置和选型起到理论指导作用。

附图说明

[0026] 图1是本发明一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮的爆炸图；

[0027] 图2是本发明一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮的内部断面图；

[0028] 图3是本发明一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮相对于CN107542847A的减振效果对比示意图，其中A为本发明的拟合曲线，B为CN107542847A的拟合曲线；

具体实施方式

[0029] 下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 本发明公开了一种带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮，包括初级飞轮和次级飞轮，包括初级飞轮和次级飞轮，初级飞轮和次级飞轮之间通过至少一个弹簧机构扭弹性的相互连接，弹簧机构设置于初级飞轮的内腔内，次级飞轮设置于初级飞轮的内腔外，初级飞轮的内腔内设置有与弹簧机构扭弹性连接的法兰1，次级飞轮包括与法兰1同轴连接的副飞轮2，法兰1内设置有沿其周向布置的用于减震的第一颗粒阻尼组件，副飞轮2内沿其周向布置的用于减震的第二颗粒阻尼组件。

[0031] 优选地，法兰1包括环形本体部1.1，环形本体部1.1的一侧端面上设置有沿其周向间隔布置、轴向延伸的颗粒阻尼安装槽5环形本体部1.1的外周面上对称设置有用于与弧形弹簧4配合、沿其径向外延的肋板部1.2。

[0032] 优选地，副飞轮2包括飞轮本体部2.1，飞轮本体部2.1的一侧端面上设置有沿其周向间隔布置、轴向延伸的颗粒阻尼安装槽5。

[0033] 优选地，第一颗粒阻尼组件和第二颗粒阻尼组件统称颗粒阻尼组件3，所述颗粒阻尼组件3包括颗粒钢珠3.1和密封盖板3.2，位于颗粒阻尼安装槽5内的颗粒钢珠3.1的填充率与阻尼比的关系如下：

[0034]

[0035] 式中，阻尼比‑ξ；系数‑k；总可用体积‑V；颗粒单个体积‑v；颗粒材料密度‑ρ；单个阻尼器内最小颗粒数量‑Nmin；填充率‑b。

[0036] 优选地，密封盖板3.2通过铆钉固定于颗粒阻尼安装槽5上方。

[0037] 优选地，法兰1和副飞轮2通过沿两者周向旋转对称布置的铆钉相互固接，法兰1和副飞轮2能够同步旋转，副飞轮2上通过铆钉还同轴固接有用于保证其与初级飞轮同轴度的花键毂6，花键毂6与主飞轮7上的定位盘9配合转动连接，两者构成轴承结构，花键毂6能够与副飞轮2同步旋转，花键毂6可以保证法兰1、副飞轮2和主飞轮7三者的同轴度。

[0038] 优选地，花键毂6呈阶梯轴状，花键毂6包括同轴布置的副飞轮连接盘部6.1和主飞轮定位销部6.2，副飞轮连接盘部6.1的直径大于主飞轮定位销部6.2的直径。

[0039] 优选地，初级飞轮包括主飞轮7和盖盘8，主飞轮7的外周面上设置有齿圈7.1，主飞轮7和盖盘8之间围成的内腔内由其径向由内向外依次同轴设置有定位盘9、法兰1、弧形弹簧4和滑槽11。

[0040] 优选地，法兰1和滑槽11配合径向限位弧形弹簧4。

[0041] 优选地，定位盘9上设置有用于与花键毂6的主飞轮定位销部6.2配合的定位槽9.1，定位盘9与主飞轮7之间通过支撑垫圈12密封连接。

[0042] 优选地，主飞轮7和盖盘8之间同轴设置有次级飞轮的法兰1，法兰1与盖盘8直接设置有用于对其进行轴向限位的碟形弹簧13，法兰1处于轴线被限位、周向可旋转的状态。

[0043] 优选地，碟形弹簧13与主飞轮7之间设置有用于密封的支撑环14，碟形弹簧13与盖盘8之间设置有用于密封的摩擦垫圈15，摩擦垫圈15的内径小于碟形弹簧13的外径小于摩擦垫圈15的外径，支撑环14的内径小于碟形弹簧13的内径小于支撑环14的外径。

[0044] 优选地，碟形弹簧13的垂直于其中轴线的对称面、位于所述法兰内的颗粒钢珠3.1所在的平面、位于所述副飞轮内的颗粒钢珠3.1所在的平面相互平行，这样可以在不增加任何轴向尺寸的前提下，成倍的增加次级飞轮的减振效果。

[0045] 优选地，盖盘8和副飞轮2之间设置有配重块10。

[0046] 本发明的技术效果为：采用本发明的技术方案基于传感器采集获取的减振比数据与CN107542847A的技术方案基于传感器采集获取的减振比数据对比见下表：

[0047]

[0048]

[0049] 本发明还公开了一种汽车，包括发动机和变速箱，发动机和变速箱之间设置有带有颗粒阻尼结构的双质量飞轮。

[0050] 本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。