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CN103975145B - 传动系 - Google Patents

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CN103975145B
CN103975145B CN201280059646.6A CN201280059646A CN103975145B CN 103975145 B CN103975145 B CN 103975145B CN 201280059646 A CN201280059646 A CN 201280059646A CN 103975145 B CN103975145 B CN 103975145B
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W·黑普埃勒
R·西巴克
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

本发明涉及一种具有内燃机(11)的传动系(10)，所述内燃机(11)具有预给定数量的缸并且具有第一运行状态和第二运行状态，在第一运行状态中所有的缸运行，在第二运行状态中部分缸是关断的，所述传动系还具有旋转振动减振系统(12)，该旋转振动减振系统具有至少一个旋转振动减振器(15)和至少一个离心力摆(20)。为了以有利的方式改进这类传动系的旋转振动特性，一离心力摆(20)以及选择性地一旋转振动减振器(15)与一种运行状态的旋转振动特性协调，一旋转振动减振器(15)以及选择性地一第二离心力摆(20)与另一种运行状态协调。

Description

传动系
技术领域
本发明涉及一种具有内燃机的传动系，该内燃机具有预给定数量的缸，所述内燃机具有第一运行状态和第二运行状态，在第一运行状态中所有缸运行，在第二运行状态中一部分缸是关断的，该传动系还具有一旋转振动减振系统，该旋转振动减振系统具有至少一个旋转振动减振器和至少一个离心力摆。
背景技术
这类传动系优选用在机动车中并且包含一内燃机、一变速器和一用于驱动车辆的输出装置。为了隔离和阻尼内燃机的旋转振动，已知旋转振动系统，它们例如包含一个或多个旋转振动减振器。这些旋转振动减振器优选被接收在曲轴或者变速器的变速器输入轴上，并且可以是分体式飞轮、设置在曲轴和变速器输入轴之间的摩擦离合器的离合器盘中的扭振减振器和诸如此类装置，例如由文献DE3703123A1和DE3442705A1已知。此外，为了旋转振动减振，例如由DE102010005599A1已知离心力摆，这些离心力摆借助可相对于被曲轴或者变速器输入轴接收的摆法兰受限地摆动的摆质量形成一转速适配的旋转振动减振器。此外例如从WO2011/110153A1、DE102010018941A1和DE102010022252A1已知离心力摆与所谓旋转振动减振装置的组合。在此，旋转振动减振系统与内燃机的旋转振动特性、例如其振动阶次相协调。例如具有四个缸的四冲程发动机振动阶次等于二，而具有两个缸的四冲程发动机振动阶次等于一。
从DE10036720A1例如已知一种内燃机，在该内燃机中，预给定数量的缸由于节能原因可在具有较小负载要求的行驶状态下关断并且在相应转矩要求的情况下可再次接通。由此得出内燃机在传动系中具有不同振动阶次并从而具有不同旋转振动特性的两种运行状态。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种传动系，该传动系在内燃机的两种运行状态中借助于适配的旋转振动系统实现改进的旋转振动特性。
该任务通过一种传动系解决，该传动系具有内燃机，该内燃机具有预给定数量的缸，所述内燃机具有第一运行状态和第二运行状态，在第一运行状态中所有缸运行，在第二运行状态中一部分缸是关断的，该传动系还具有一旋转振动减振系统，该旋转振动减振系统具有至少一个旋转振动减振器和至少一个离心力摆，其中，一离心力摆以及选择式地一旋转振动减振器与一种运行状态的旋转振动特性协调，一旋转振动减振器以及选择式地一第二离心力与另一种运行状态的旋转振动特性协调。通过使用旋转振动减振系统的呈至少一个离心力摆和至少一个旋转振动减振器形式的多个部件，可以分别与每种运行状态选择性相关地改进内燃机的两种运行状态的旋转振动特性。在这里可以为每种运行状态配属一个或多个部件。
一个或多个旋转振动减振器可以构造为具有至少一个减振器级的分体式飞轮，具有在周向上起作用地布置在初级的、配属于曲轴的飞轮质量和次级的、配属于变速器的变速器输入轴的飞轮质量之间的弹簧装置，可以构造为在传动系中布置在内燃机和变速器之间的摩擦离合器的具有至少一个减振器级的离合器盘中的扭振减振器，或者诸如此类。如果在一个旋转振动减振器中设置多个减振器级，则可以使一个减振器级配属于一种运行状态而另一个减振器级配属于另一种运行状态并且为了改进其旋转振动特性而协调。为此，使所述减振器级在周向上的刚性和所述旋转振动减振器的输入部分和输入部分之间的旋转角度相应地协调。在这里，较高的刚性对于在旋转角度相对小的情况下较高转矩的减振和传递是特别有利的，较低的刚性对于在旋转角度较大的情况下较小转矩的振动补偿是特别有利的。在这里，较低刚性的减振器级在转矩较大时优选被跨接，从而使其受到保护。所述弹簧装置可由弓形弹簧和/或螺旋弹簧构成，其中，在分体式飞轮的减振器级中优选设置弓形弹簧，其它情况优选设置螺旋压力弹簧。
在此，一个或多个离心力摆能够布置在传动系的不同位置上。如果一个唯一的离心力摆协调于两个不同的振动阶次，例如通过设置具有不同摆动特性的摆质量，其方式是，所述摆质量具有分别适配于一个振动阶次的质量和/或振动角度，也可以是有利的。可以在旋转振动减振器的初级或次级飞轮质量上和/或在离合器盘中的旋转振动减振器上或者在一在传动系中布置在曲轴和和变速器输入轴之间的摩擦离合器上各布置一个离心力摆。
附图说明
依据在图1至14中所示出的实施例详细解释本发明。附图示出：
图1示意性并且部分地示出的具有旋转振动减振系统的传动系，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器和一个布置在次级侧的离心力摆，
图2图1的传动系的转矩特性曲线，
图3示意性并且部分地示出的具有旋转振动减振系统的传动系，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器和一个布置在初级侧的离心力摆，
图4图3的传动系的转矩特性曲线，
图5示意性并且部分地示出的、类似于图1的传动系的传动系，具有一个旋转振动减振系统，该旋转振动减振系统具有两个具有改变了的特性曲线的旋转振动减振器和一个布置在次级侧的离心力摆，
图6图5的传动系的转矩特性曲线，
图7示意性并且部分地示出的、类似于图1的传动系的传动系，具有一个旋转振动减振系统，该旋转振动减振系统具有两个具有改变了的特性曲线的旋转振动减振器和一个布置在初级侧的离心力摆，
图8图7的传动系的转矩特性曲线，
图9示意性并且部分地示出的具有旋转振动减振系统的传动系，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器和一个布置在离合器盘的扭振减振器上的离心力摆，
图10图9的传动系的转矩特性曲线，
图11示意性并且部分地示出的具有旋转振动减振系统的传动系，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器和分别布置在一个旋转振动减振器上的离心力摆，
图12图11的传动系的转矩特性曲线，
图13示意性并且部分地示出的、类似于图1的传动系的传动系，具有一个旋转振动减振系统，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器和分别布置在一个旋转振动减振器上的离心力摆，和
图14图13的传动系的转矩特性曲线。
具体实施方式
图1示意性地示出传动系10，具有能够在两种运行状态中选择式地以四个或者两个缸运行的内燃机11、旋转振动减振系统12以及旋转弹性地借助于旋转弹性装置13耦合上的、仅示意性表示变速器和车辆车身的单元14。旋转振动减振系统12由构造为具有初级飞轮质量17和次级飞轮质量18的分体式飞轮16的第一旋转振动减振器15、连接在其后并集成在摩擦离合器的离合器盘中的第二旋转振动减振器19和布置在初级侧的离心力摆20构成。在这里，为两级式的第一旋转振动减振器15配属有具有弹簧常数c1，c2的弹簧装置。为了改进内燃机11的在以所有缸运行、即在本实施例中四个缸运行时的第一运行状态的旋转振动特性，离心力摆20与一阶振动协调。此外，具有刚性较高的弹簧常数c2的第二减振器级与第一运行状态时的运行协调。
在第二运行状态中，由于缸的关断，在旋转振动减振系统12上作用较小的转矩，从而借助于具有弹簧常数c1的较软的第一减振器级实现旋转振动特性的改进。第二旋转振动减振器19能够选择式地或者起决定性作用地配属给一种运行状态。
图2示出曲线图21，在该曲线图中，在转矩特性曲线22中相对于飞轮质量17，18的旋转角度绘出图1的第一旋转振动减振器15的转矩。因为在内燃机11的第二运行状态中，内燃机的最大关断转矩Mz随着关断缸而相应地减小，因而能够借助于具有弹簧常数c1的减振器级实现足够的减振作用，而当在转矩高于关断转矩Mz的情况下缸在第一运行状态中接通时，具有弹簧常数c2的第二减振器级和离心力摆20(其作用在此看不出)作为转速适配的减振器起作用。
与图1的传动系10不同，图3示出传动系110，其中，具有第一旋转振动减振器115和第二旋转振动减振器119的旋转振动减振系统112具有一在初级侧布置在飞轮质量117上的离心力摆120。在此，离心力摆120与在所有缸运行时的内燃机振动阶次协调，也就是说与第一运行状态协调，在符合4冲程原理的四缸发动机的情况下与二阶振动协调。因为初级侧的飞轮质量117由于离心力摆120而提高，因而第二运行状态也通过有效的减振而受益，尽管离心力摆120并不与该第二运行状态的振动阶次协调。
图4示出由图3的旋转振动减振器115产生的曲线图121，具有转矩特性曲线122，该转矩特性曲线122具有可相应于图2的曲线图21配属给两个减振器级的弹簧常数c1，c2。
图5示出类似于图1的传动系10的传动系210，具有旋转振动减振系统212，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器215，219和在次级侧布置在次级飞轮质量218上的离心力摆220。如由图6的具有转矩特性曲线222的曲线图221中得知，与第一旋转振动减振器15的具有弹簧常数c2的第二减振器级不同，第一旋转振动减振器215的具有弹簧常数c2的第二减振器级在一个宽的转矩范围上在内燃机的两种运行状态中起作用。第一减振器级能够阻尼怠速振动或者能够为了简化第一旋转振动减振器215而省去。
相应地，图7示出类似于图3和5的传动系110，210的传动系310，具有相应的旋转振动系统312，其中，离心力摆320布置在第一旋转振动减振器315的初级飞轮质量317上。如由图8的具有转矩特性曲线322的曲线图321得知，与图5的旋转振动减振器215类似地构造第一旋转振动减振器315的具有弹簧常数c1，c2的减振器级。
图9示出具有旋转振动减振系统412的传动系410，该旋转振动减振系统具有两个旋转振动减振器415，419和离心力摆424，该离心力摆与前面所示出的传动系不同地布置在第二旋转振动减振器419上，例如离合器盘的扭振减振器上。该旋转振动减振系统改进传动系410的旋转振动，其方式是，布置在第二旋转振动减振器419上的离心力摆424与第一运行状态的旋转振动特性协调，也就是说与根据4冲程原理的四缸发动机的二阶振动协调，并且，第一旋转振动减振器415的具有弹簧常数c2的刚性高的第二减振器级与该旋转振动特性协调，而第一旋转振动减振器415的具有弹簧常数c1的刚性低的第一减振器级与第二运行状态的旋转振动特性协调，并且，替换地或者附加地，第二旋转振动减振器419的弹簧装置423与第二运行状态的旋转振动特性协调。
图10示出具有图9的旋转振动减振系统412的转矩特性曲线422的曲线图421。直至在第二运行状态中随着与图1的内燃机11相应的内燃机的缸部分地关断而达到最大的关断转矩Mz之前，设置第一旋转振动减振器415的具有弹簧常数c1的第一减振器级并且附加地或替代地在该旋转振动减振器415为单级的情况下设置第二旋转振动减振器419的具有弹簧常数c3的弹簧装置423。当在内燃机的第一运行状态中在所有缸运行情况下转矩高于关断转矩Mz时，具有弹簧常数c2的第二减振器级设置用于最阻尼旋转振动。
图11示出类似于传动系410的传动系510，具有旋转振动减振系统512。与传动系410不同，在旋转振动减振器515，519中的每个上布置有一离心力摆520，524。在此，布置在第一旋转振动减振器515的次级飞轮质量518上的离心力摆520与第一运行状态的、例如具有二阶振动的旋转振动的旋转振动特性协调，并且，布置在第二旋转振动减振器519上的离心力摆与第二运行状态的、例如具有一阶振动的旋转振动的旋转振动特性协调。替换地，可以使布置在第一旋转振动减振器515的次级飞轮质量518上的离心力摆520与第二运行状态的旋转振动特性协调而布置在第二旋转振动减振器519上的离心力摆524与第一运行状态的旋转振动特性协调。如由图12的具有转矩特性曲线522的曲线图521得知，具有小刚度的第一弹簧装置设置用于在达到最大的关断转矩Mz之前而具有高刚度的第二弹簧装置设置用于内燃机的较大转矩。为此，两个旋转振动减振器515，519可以单级地设置并且每个旋转振动减振器515，519各配属于一种运行状态和从而配属于一个离心力摆520，524。优选旋转振动减振器515设置有刚性低的弹簧装置，例如呈具有弹簧常数c1的弓形弹簧的形式，而设置在离合器盘中的旋转振动减振器519具有一具有弹簧常数c3的、刚性较高的弹簧装置。与图11和12的旋转振动减振系统512不同，离合器盘可以不构造有旋转振动减振器而仅构造有一个离心力摆524，而旋转振动减振器515构造有相应于曲线图521的弹簧常数c1，c3的、不同刚度的减振器级。
图13示出类似于图11的传动系510的传动系610，具有旋转振动减振系统612。在这里，两个离心力摆620，624分别协调于一种运行状态的振动程度。例如，布置在第二旋转振动减振器619上的离心力摆624与第一运行状态的旋转振动特性协调，而布置在第一旋转振动减振器615的次级飞轮质量618上的离心力摆620与第二运行状态的旋转振动特性协调。如由图14的具有转矩特性曲线622的曲线图621得知，这样设计旋转振动减振器615，619的减振器级，使得高刚性的弹簧装置在最大的关断转矩Mz以下已经起作用并且仅一个低刚性的预减振器级起作用。在所示出的实施例中，具有弹簧常数c1的减振器级配属于第一旋转振动减振器615，而具有弹簧常数c3的软的减振器级配属于旋转振动减振器619。在另外的实施例中，减振器级与旋转振动减振器615，619的配属关系可反过来，或者可以仅仅置一个两级的旋转振动减振器615，具有带有弹簧常数c1，c3的减振器级，其中，相应的离心力摆620安装在不带有扭振减振器的离合器盘上。
附图标记列表
10 传动系
11 内燃机
12 旋转振动减振系统
13 弹性装置
14 单元
15 旋转振动减振器
16 分体式飞轮
17 飞轮质量
18 飞轮质量
19 旋转振动减振器
20 离心力摆
21 曲线图
22 转矩特性曲线
110 传动系
112 旋转振动减振系统
115 旋转振动减振器
117 飞轮质量
119 旋转振动减振器
120 离心力摆
121 曲线图
122 转矩特性曲线
210 传动系
212 旋转振动减振系统
215 旋转振动减振器
218 飞轮质量
219 旋转振动减振器
220 离心力摆
221 曲线图
222 转矩特性曲线
310 传动系
312 旋转振动减振系统
315 旋转振动减振器
317 飞轮质量
319 旋转振动减振器
320 离心力摆
321 曲线图
322 转矩特性曲线
410 传动系
412 旋转振动减振系统
415 旋转振动减振器
417 飞轮质量
419 旋转振动减振器
421 曲线图
422 转矩特性曲线
423 弹簧装置
424 离心力摆
510 传动系
512 旋转振动减振系统
515 旋转振动减振器
518 飞轮质量
519 旋转振动减振器
520 离心力摆
521 曲线图
522 转矩特性曲线
524 离心力摆
610 传动系
612 旋转振动减振系统
615 旋转振动减振器
618 飞轮质量
619 旋转振动减振器
620 离心力摆
621 曲线图
622 转矩特性曲线
624 离心力摆
c1 弹簧常数
c2 弹簧常数
c3 弹簧常数
M 转矩
Mz 关断转矩
旋转角度

Claims (10)

1.传动系(10，110，210，310，410，510，610)，具有一内燃机(11)，所述内燃机(11)具有预给定数量的缸，所述内燃机(11)具有第一运行状态和第二运行状态，在第一运行状态中所有的缸运行，在第二运行状态中部分缸是关断的，所述传动系还具有旋转振动减振系统(11，112，212，312，412，512，612)，所述旋转振动减振系统具有至少一个旋转振动减振器(15，115，215，315，415，515，615，19，119，219，319，419，519，619)和至少一个离心力摆(20，120，220，320，520，620，424，524，624)，其特征在于，一离心力摆(20，120，220，320，520，620，424，524，624)以及选择性地一旋转振动减振器(15，115，215，315，415，515，615，19，119，219，319，419，519，619)与一种运行状态的旋转振动特性协调，并且，一旋转振动减振器(15，115，215，315，415，515，615，19，119，219，319，419，519，619)以及选择性地一第二离心力摆(20，120，220，320，520，620，424，524，624)与另一种运行状态的旋转振动特性协调，其中，一第一旋转振动减振器(15，115，215，315，415，515，615)是一具有至少一个减振器级的分体式飞轮(16)，一第二旋转振动减振器(19，119，219，319，419，519，619)是一在传动系中布置在所述内燃机(11)和一变速器之间的摩擦离合器的具有至少一个减振器级的离合器盘中的扭振减振器，其中，所述第一旋转振动减振器(15，115，215，315，415，515，615)本身配属有具有不同弹簧常数的弹簧装置，或者，所述第一旋转振动减振器(15，115，215，315，415，515，615)配属有和所述第二旋转振动减振器(19，119，219，319，419，519，619)的弹簧装置具有不同弹簧常数的弹簧装置。
2.根据权利要求1的传动系(10，110，210，310，510，610)，其特征在于，一离心力摆(20，120，220，320，520，620)布置在所述第一旋转振动减振器(15，115，215，315，515，615)的初级或次级飞轮质量(18，117，218，317，518，618)上。
3.根据权利要求1或2的传动系(410，510，610)，其特征在于，一离心力摆(424，524，624)布置在所述第二旋转振动减振器(419，519，619)上。
4.根据权利要求2的传动系(10，110)，其特征在于，一布置在所述第一旋转振动减振器(15，115)的初级或次级飞轮质量(18，117)上的离心力摆(20，120)和所述第一旋转振动减振器(15，115)与所述第一运行状态的旋转振动特性协调，所述第一旋转振动减振器(15，115)与所述第二运行状态的旋转振动特性协调。
5.根据权利要求2的传动系(210，310)，其特征在于，所述第一旋转振动减振器(215，315)与所述第一运行状态的旋转振动特性协调，一布置在所述第一旋转振动减振器(215，315)的初级或次级飞轮质量(218，317)上的离心力摆(220，320)和所述第一旋转振动减振器与所述第二运行状态的旋转振动特性协调。
6.根据权利要求3的传动系(410)，其特征在于，一布置在所述第二旋转振动减振器(419)上的离心力摆(424)和所述第一旋转振动减振器(415)的一刚性高的第一减振器级与所述第一运行状态的旋转振动特性协调，所述第一旋转振动减振器(415)的一刚性低的第二减振器级与所述第二运行状态的旋转振动特性协调。
7.根据权利要求3的传动系(510，610)，其特征在于，一布置在所述第一旋转振动减振器(515，615)的次级飞轮质量(518，618)上的离心力摆(520，620)与所述第一运行状态的旋转振动特性协调，一布置在所述第二旋转振动减振器(519，619)上的离心力摆(524，624)与所述第二运行状态的旋转振动特性协调。
8.根据权利要求7的传动系(610)，其特征在于，所述第一旋转振动减振器(615)的一刚性高的减振器级附加地与所述第二运行状态的旋转振动特性协调。
9.根据权利要求7的传动系(510)，其特征在于，所述第一旋转振动减振器(515)的一刚性低的减振器级附加地与所述第二运行状态的旋转振动特性协调。
10.根据权利要求3的传动系(510，610)，其特征在于，一布置在所述第二旋转振动减振器(519，619)上的离心力摆(524，624)与所述第一运行状态的旋转振动特性协调，一布置在所述第一旋转振动减振器(515，615)的次级飞轮质量(518，618)上的离心力摆(520，620)与所述第二运行状态的旋转振动特性相协调。
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