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CN101117982A - 滑动轴承式扭振减震器 - Google Patents

滑动轴承式扭振减震器 Download PDF

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CN101117982A
CN101117982A CNA2007101382520A CN200710138252A CN101117982A CN 101117982 A CN101117982 A CN 101117982A CN A2007101382520 A CNA2007101382520 A CN A2007101382520A CN 200710138252 A CN200710138252 A CN 200710138252A CN 101117982 A CN101117982 A CN 101117982A
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cod
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P·梅罗
F·迪索
M·马莱
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Valeo Embrayages SAS
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Abstract

扭振减震器，其包括：一输入部件(11)和一输出部件(12)，该输入部件和该输出部件通过一滑动轴承(13，14)彼此连接，并能同轴转动；至少一蓄能器，其位于所述输入部件和所述输出部件之间，且阻止这两个部件之间的相对转动，所述滑动轴承(13，14)由含有润滑剂的聚酰胺基材料构成，且基本不包含纤维材料。

Description

滑动轴承式扭振减震器
技术领域
[01]本发明涉及扭振减震器，其具有至少一输入部件和一输出部件，它们通过一滑动轴承彼此连接，且可同轴转动。至少一蓄能器位于输入部件和输出部件之间，所述蓄能器阻止两部件的相对转动。
[02]本发明尤其涉及特别用于机动车的双阻尼飞轮(称为DVA)，其包括一主惯性飞轮作为输入部件，且其包括一副惯性飞轮作为输出部件，其中，这两个飞轮通过所述滑动轴承一个在另一个上地加以支承和定中心。
背景技术
[03]蓄能器通常由弹簧构成，这些弹簧布置在飞轮之间，以使所述飞轮转动连接，且使两飞轮之间可有一角游间行程。
[04]运行中，主飞轮(输入部件)和副飞轮(输出部件)传统上一般通过一离合器，分别连接于机动车的一驱动轴和一变速箱的输入轴。
[05]这种双阻尼飞轮可有效地吸收和缓冲由驱动轴产生的振动，使之不会通过传动链传递到车辆的其余部分。
[06]主飞轮和副飞轮通过一滑动轴承一个在另一个上地加以支承和定中心的双阻尼飞轮在US 4,220,233中是公知的。
[07]就制造成本而言，与主飞轮和副飞轮由一轴承支承和定中心的较常用的解决方案比较起来，使用一滑动轴承(palier lisse)的双阻尼飞轮的设计具有优越性。
[08]但是应当指出，通常使用的滑动轴承、尤其是金属滑动轴承，可使传动链条工作，但随时间会很快损坏。实际上，在一定数量的周期之后，这些滑动轴承快速磨损和/或摩擦系数大增，而对于允许在与目前技术规格相应的工作条件下使用这样配备的双阻尼飞轮，所述数量的周期尚不足够。在无故障使用双阻尼飞轮的条件下，要求很大的安全可靠性，例如，90％的车辆可行驶300000千米和/或持续行驶20年。
[09]因此，存在着对上述类型的扭振减震器的需求，其中，一滑动轴承能够确保减震器的持久性大于目前使用的滑动轴承的持久性。
发明内容
[10]为此，本发明提出一种扭振减震器，其包括：
[11]-一输入部件和一输出部件，该输入部件和该输出部件通过一滑动轴承彼此连接，并能同轴转动，
[12]-至少一蓄能器，其位于所述输入部件和所述输出部件之间，且阻止这两个部件之间的相对转动，其中，所述滑动轴承由含有润滑剂的聚酰胺基材料构成，且基本不包含纤维材料。
[13]选用含有一些润滑剂、且基本不包含纤维材料的聚酰胺基材料，可意想不到地延长轴承的使用寿命，且因此在目前通用的技术要求方面获得理想的性能。术语“一些润滑剂”，根据本发明是指至少两种润滑剂。
[14]在本发明的范围内，基本不包含纤维材料的材料是指这样一种材料：该材料的纤维材料重量比小于5％，甚至重量比小于1％，且甚至重量比小于0.1％。
[15]纤维材料尤其指玻璃纤维、或碳纤维、或芳族聚酸胺纤维。
[16]根据本发明的一实施方式，所述聚酰胺基材料所含有的润滑剂选自以下列组：聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、硅酮、石墨。该列组中的至少两种、甚至至少三种或至少四种润滑剂，可存在于本发明的聚酰胺基材料中。
[17]有利地，可按照以下的阈值选择润滑剂的数量范围，所述数量范围以相对所述聚酰胺基材料的质量百分比表示：
[18]聚四氟乙烯：5％至25％，优选地至少10％，和/或至多20％，
[19]和/或二硫化钼：0.5％至10％，优选地至少1％，和/或至多5％，
[20]和/或硅酮：0.01％至2％，优选地至少0.2％，和/或至多1％，
[21]和/或石墨：0.5％至10％，优选地至少1％，和/或至多5％。
[22]换句话说，有利地可按照以下的阈值选择润滑剂的数量范围，所述数量范围以相对所述聚酰胺基材料的质量百分比表示：
[23]聚四氟乙烯：5％至25％，优选地至少10％，和/或至多20％，
[24]二硫化钼：0.5％至10％，优选地至少1％，和/或至多5％，
[25]硅酮：0.01％至2％，优选地至少0.02％、更优选地至少0.2％，和/或至多1％，
[26]石墨：0.5％至10％，优选地至少1％，和/或至多5％。
[27]根据一实施方式，聚酰胺基材料同时包括聚四氟乙烯、二硫化钼和硅酮。根据另一实施方式，聚酰胺基材料同时包括聚四氟乙烯、二硫化钼和硅酮，所述硅酮一般是少量的，通常占0.02％至1％，例如约为0.02％，石墨也同样。
[28]使用的一种硅酮是聚硅氧烷。层状材料如黏土、滑石或其它片层状硅酸盐(phylosilicate)，可作为润滑剂加入。
[29]根据本发明的一特征，所述聚酰胺基材料是基于聚酰胺PA6-6(尼龙)的。
[30]根据另一实施方式，所述聚酰胺基材料是基于聚酰胺PA4-6的。
[31]根据一实施方式，特别是根据本发明的优选实施方式，滑动轴承是一轴向轴承。
[32]根据本发明，术语“轴向轴承”一般是指“承力垫圈”或“轴向摩擦垫圈”。一般来说，该构件可至少部分地承受轴向力。
[33]根据该上一实施方式，轴向轴承布置成与输入部件和/或输出部件进行接触。
[34]轴向轴承也可布置成与输入部件和/或输出部件一起自由转动。
[35]根据本发明的一特征，滑动轴承是一径向轴承。
[36]在本发明的一特别优选实施方式中，如后所示，滑动轴承具有一径向轴承和一轴向轴承，至少轴向轴承是根据本发明的。在这种情况下，径向轴承可以是根据本发明的，也可以不是根据本发明的。在这种实施方式的一特殊情况下，径向轴承和轴向轴承形成单一机械构件，且它们当然由相同的材料构成。
[37]根据一实施方式，所述输入部件通过螺杆连接于一曲轴；并且，所述轴承径向地位于连接到所述曲轴的螺杆内部。
[38]在一实施方式中，减震器是一双阻尼飞轮，其包括一主飞轮和一副飞轮。
[39]根据这个实施方式，双阻尼飞轮的主飞轮和/或副飞轮由铸铁制成。
[40]发明者们已经发现：使用根据本发明的材料构成的滑动轴承，即使在相当多次的减震周期之后，也可同时获得较低摩擦系数和较小的磨损。
[41]发明人能够确定：当根据“D20”测试的最大摩擦系数小于0.20、优选地小于0.12、且根据“D20”测试的240小时之后的磨损大大小于0.3mm、优选地小于0.1mm时，用于滑动轴承的材料可符合减震器的技术要求。
[42]“D20”测试是轴向滑动轴承的耐久性测试，其尤其开发用于估算配有这种轴承的双阻尼飞轮的使用寿命。图1示出可进行“D20”测试的试验装置；布置一双阻尼飞轮1的主飞轮11，所述主飞轮通过一轴向轴承13转动地连接于副飞轮12，且通过一径向轴承14径向地被保持在一支承件3和一驱动部件2之间。
[43]主飞轮11借助固定螺杆16被固定于一不动的结构件4，所述固定螺杆16通常称为曲轴螺杆，对于所示的双阻尼飞轮来说，其径向地位于轴向轴承13的外部。
[44]副飞轮12由一驱动部件2驱动转动，其中，连接于所述驱动部件的一轴22接纳由一螺母23保持的盘形件24。盘形件24径向上呈挠性，以便能补偿轴承的磨损。
[45]触柱25布置在面对着副飞轮12表面17的盘形件24表面上，其上可按照双阻尼飞轮的传统安装方法布置一离合器。触柱25例如通过螺钉保持连接于副飞轮12。
[46]一力F由一支承件3施加，所述支承件3通过螺钉31固定于副飞轮12。
[47]在副飞轮12上的支承力F是可变的，且在三分之一的时间内等于处于分离位置的机构的载荷，并在三分之二的时间内，等于处于接合位置的机构的载荷。
[48]驱动部件2被促动进行重叠双频式的振动运动，且角振幅在低频(1.5Hz)为+/-30°，而在高频(30Hz)为+/-1.9°。
[49]试验在80℃进行。
[50]通常来说，主飞轮11接纳一起动环15。一完整的双阻尼飞轮以本身公知的方式包括一些弹簧、尤其是环形弹簧，这些弹簧在主飞轮11和副飞轮12之间布置在标号18的空间中。
[51]这种双阻尼飞轮的一般结构例如在专利文献FR 2 714 439中述及。
[52]相关试验允许确定：因此可以对在该测试295小时之后、行驶300000千米的车辆中所具有的双阻尼飞轮中的一轴向轴承的状态具有代表性。
[53]连续测试摩擦阻力矩，因此可在试验期间确定最大摩擦系数。
[54]通过随时间中止试验并测量轴向轴承的厚度，来确定轴向轴承的磨损。
附图说明
[55]参阅下面参照附图对实施例进行的描述，本发明将得到更好的理解，且本发明的其它特征、细节和优越性将更清楚，附图如下：
[56]-图1是配有一滑动轴承的双阻尼飞轮的轴向剖面示意图，所述滑动轴承安装在“D20”耐久性试验台上；
[57]-图2是前一图的详图；
[58]-图3示出根据本发明的轴向轴承。
具体实施方式
[59]如上所述，图1示出用于实施“D20”试验的装置。
[60]图2示出图1所示的一细部，其中示出主飞轮11、副飞轮12、轴向轴承13和径向轴承14。
[61]图3示出基本上呈环形的一轴向轴承13，根据本发明，该轴向轴承由所选用的含有润滑剂且不包含纤维材料的聚酰胺基材料构成。
[62]为了确定可构成使减震器达到目前技术规格要求的轴承的材料，许多材料已经在上述“D20”测试条件下进行过试验。
[63]表1概列出使用轴向轴承进行试验的结果，如所述表中第2至4行所列的，所述轴向轴承的构成材料以基质为基础，同时含有一种或多种润滑剂，且可选地包括增强纤维。
[64]使用这种轴向轴承对样品1至样品10中的每个样品进行“D20”测试的试验结果列入该表中，其中，列出最大摩擦系数和40小时后、120小时后及240小时后的磨损情况。
[65]测试配置对应于图2的示意图，其中，轴向轴承基本上呈图3所示的环形状，其内径为45mm，且其外径为52.5mm。其初始厚度为1.5mm。
[66]所述轴向轴承与一钢板制成的主飞轮和一铸铁制成的副飞轮直接接触。
[67]在这些试验范围内，无论轴向轴承的组成如何，径向轴承选用坡莫合金(Permaglide)。
[68]样品1是用聚酰胺4-6(PA46)制成的一轴向轴承，其包含10％的碳纤维以及超微合成材料(nano-composites)。所使用的超微合成材料典型地基于黏土和/或滑石和/或硅石(silice)和/或矾土(alumine)。该材料被视为自动润滑剂，且对应于LEHV0SS公司的商品号LUVOCOM19-7816。
[69]样品2是用聚邻苯二甲酰胺(PPA)制成的一轴向轴承，其包含10％的聚四氟乙烯(PTFE)、20％的矿物填料和硅酮，RTP公司销售的商品号为4099AX102732。
[70]样品3是用聚醚酮(PEEK)制成的一轴向轴承，其包含15％的二硫化钼(MoS2)和15％的聚四氟乙烯，LEHVOSS公司销售的商品号为LUVOCOM1105/MS/15/TF/15。
[71]样品4是用聚邻苯二甲酰胺制成的一轴向轴承，其包含聚四氟乙烯、芳族聚酸胺纤维、硅酮，RTP公司销售的商品号为4099AX102733。
[72]样品5是用聚醚酮制成的一轴向轴承，其包含10％的碳纤维以及超微合成材料，LEHVOSS公司销售的商品号为LUVOCOM1105-7678。
[73]样品6是用聚酰亚胺(PI)制成的一轴向轴承，其包含15％的石墨和10％的聚四氟乙烯，Saint-Gobain实用塑料公司销售的商品号为MELDIN7211。
[74]样品7是用聚酰胺-酰亚胺(PAI)制成一轴向轴承，其包含20％的石墨和3％的聚四氟乙烯，SOLVAY公司销售的商品号为TORLON4275。
[75]样品8是用聚酰胺6-6(PA66)制成的一轴向轴承，其包含17％的聚四氟乙烯、1.7％的二硫化钼、0.02％的硅酮，LEHVOSS公司销售的商品号为LUVOCOM1-1120。
[76]样品9是用聚酰胺4-6(PA46)制成的一轴向轴承，其包含17％的聚四氟乙烯、1.7％的二硫化钼、0.02％的硅酮，LEHVOSS公司销售的商品号为LUVOCOM19-7330VP。
[77]样品10是用聚酰亚胺(PI)制成的一轴向轴承，其包含15％的石墨和10％的聚四氟乙烯，杜邦(DUPONT)公司销售的商品号为VESPELSP211。
[78]这些试验所使用的全部材料已知具有很小的静摩擦系数，其一般为0.07至0.15，而可观察到：在扭振减震器用的轴承的使用条件下，这些材料中的某些材料导致大于0.20的最大摩擦系数，这使得它们不适于这种使用。实际上，人们希望获得较小且恒定的最大摩擦系数，在轴向轴承于分离阶段支承所述机构载荷的双阻尼飞轮的情况下，尤其如此。因此，如果摩擦系数超过一定阈值，摩擦力矩就可能造成非期望的噪声。
[79]用于样品5、样品6、样品7和样品10的材料导致大于0.20的最大摩擦系数。
[80]在扭振减震器用轴承的特定使用条件下，材料的磨损参数也具有决定性作用。应当指出，在这些情况下，样品1、样品2、样品3、样品4和样品5的磨损特别快，因为在不到120小时的时间内，它们的磨损超过0.30mm。
[81]样品6磨损要慢一些，但对于所期望的应用而言仍然很快，因为在不到240小时的时间，其磨损达到0.30mm以上。
[82]在试验条件下，只有样品7至样品10具有特别低的磨损，因为在240小时之后，它们的磨损小于0.06mm。
[83]如上所述，样品7和样品10的材料因其摩擦系数过度增大，故不适合于所期望的应用。
[84]由这些试验可以得出：满足技术要求的材料基于聚酰胺(PA)、同时含有润滑剂且基本不包含纤维材料，如样品8和样品9的试验所示的。
[85]实际上，在聚酰胺中加入纤维，会导致很大的磨损(样品1)。
[86]聚醚酮或聚邻苯二甲酰胺基质也会导致很大的磨损(见样品3、样品5、样品2、样品4)，且聚酰亚胺或聚酰胺-酰亚胺基质也导致过大的最大摩擦系数(见样品6、样品7、样品10)。
[87]显然，本发明并不局限于作为说明性且非限制性实施例所述的和所示的实施方式。
[88]因此，较好的是，不管蓄能器的布置方式如何，根据本发明的轴承能布置在任何的双阻尼飞轮中，且例如布置在弹簧径向布置的双阻尼飞轮中，如专利文献FR 2 716 511所述的。
[89]此外，扭振减震器可以不是一双阻尼飞轮，而是具有一输入部件和一输出部件的任何减震器，例如传统的离合器。
[90]值得注意的是，根据本发明的轴承可以是轴向的，也可以是径向的，甚至可以是一单一构件的轴承，其中所述单一构件同时形成轴向的及径向的轴承。
[91]在一实施变型中，根据本发明的轴承、特别是根据本发明的轴向轴承，连接至一滚珠轴承或滚针轴承，或与其一起组合使用。
表1
样品 样品1 样品2 样品3   样品4   样品5   样品6   样品7 样品8 样品9 样品10
基质 聚酰胺46 聚邻苯二甲酰胺 聚醚酮   聚邻苯二甲酰胺   聚醚酮   聚酰亚胺   聚酰胺-酰亚胺 聚酰胺66 聚酰胺46 聚酰亚胺
润滑剂 超微合成材料 聚四氟乙烯(10％)；硅酮 二硫化钼(15％)；聚四氟乙烯(15％)   聚四氟乙烯；硅酮   超微合成材料   石墨(15％)；聚四氟乙烯(10％)   石墨(20％)；聚四氟乙烯(3％) 聚四氟乙烯(17％)；二硫化钼(1.7％)；硅酮(0.02％) 聚四氟乙烯(17％)；二硫化钼(1.7％)；硅酮(0.02％) 石墨(15％)；聚四氟乙烯(10％)
纤维 碳(10％) - -   芳族聚酸胺   碳(10％)   -   - - - -
最大摩擦系数 0.12 0.09 0.11   0.06   0.35   0.23   0.26 0.08 0.16 0.23
磨损40小时后120小时后240小时后 ＞＞0.30-- 0.35-- 0.30＞＞0.30- 0.21＞0.30- 0.21＞0.30- 0.070.17＞0.30 0.030.0520.058 0.0240.0460.056 0.0150.0380.056 0.0050.0150.034

Claims (12)

1.扭振减震器，其包括：
-一输入部件(11)和一输出部件(12)，该输入部件和该输出部件通过一滑动轴承(13，14)彼此连接，并能同轴转动，
-至少一蓄能器，其位于所述输入部件和所述输出部件之间，且阻止这两个部件之间的相对转动，
其特征在于，所述滑动轴承(13，14)由含有润滑剂的聚酰胺基材料构成，且基本不包含纤维材料。
2.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述聚酰胺基材料所含有的润滑剂选自以下列组：聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、硅酮、石墨。
3.根据权利要求2所述的减震器，其特征在于，润滑剂的数量范围如下，其中所述数量范围以相对所述聚酰胺基材料的质量百分比表示：
聚四氟乙烯：5％至25％，优选地至少10％，和/或至多20％，
二硫化钼：0.5％至10％，优选地至少1％，和/或至多5％，
硅酮：0.01％至2％，优选地至少0.02％、更优选地至少0.2％，和/或至多1％，
石墨：0.5％至10％，优选地至少1％，和/或至多5％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的减震器，其特征在于，所述聚酰胺基材料是基于聚酰胺PA 6-6(尼龙)的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的减震器，其特征在于，所述聚酰胺基材料是基于聚酰胺PA 4-6的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的减震器，其特征在于，所述滑动轴承是一轴向轴承。
7.根据权利要求6所述的减震器，其特征在于，所述轴向轴承布置成与所述输入部件和/或所述输出部件相接触。
8.根据权利要求6或7所述的减震器，其特征在于，所述轴向轴承布置成与所述输入部件和/或所述输出部件一起自由转动。
9.根据前述权利要求中任一项所述的减震器，其特征在于，所述滑动轴承是一径向轴承。
10.根据前述权利要求中任一项所述的减震器，其特征在于：所述输入部件通过螺杆连接于一曲轴；并且，所述轴承径向地位于连接到所述曲轴的螺杆内部。
11.根据前述权利要求中任一项所述的减震器，其特征在于，所述减震器是一双阻尼飞轮，该双阻尼飞轮包括一主飞轮和一副飞轮。
12.根据权利要求11所述的减震器，其特征在于，所述双阻尼飞轮的主飞轮和/或副飞轮由铸铁制成。
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