CN105745469B

CN105745469B - 简化的具有摆块的扭转减振装置

Info

Publication number: CN105745469B
Application number: CN201480062107.7A
Authority: CN
Inventors: R·韦霍格
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2034-11-13
Also published as: FR3013415B1; WO2015071601A1; JP6363194B2; US10174805B2; EP3069045A1; KR102329577B1; JP2016537579A; KR20160084390A; FR3013415A1; US20160273613A1; CN105745469A; EP3069045B1

Abstract

具有摆块的扭转减振装置包括活动安装在支座(4)上的振荡块(6、8、10)。每个振荡块(6)在圆周方向上插入在第一相邻振荡块(8)与第二相邻振荡块(10)之间。每个振荡块(6)通过以下方式活动安装在支座(4)上：－通过与该振荡块相关联的单个滚动元件(12)的滚动接触；－振荡块的一端部边缘(18)和第二相邻振荡块(10)的端部边缘(20)之间的滑动接触，振荡块的端部边缘形成该振荡块(6)的径向保持边缘。装置可以利用有限数量的滚动元件得到有效的摆动减振。

Description

简化的具有摆块的扭转减振装置

技术领域

本发明涉及一种用于与爆燃发动机连接的摆动振荡器型简化的扭转减振装置。

背景技术

在现有技术中已知摆动式扭转减振装置，也叫做摆动振荡器或摆块，它们尤其但不只是装配在机动车辆传动系统中。

在机动车辆传动系统中，一般使至少一扭转减振装置与能够选择性地使发动机与变速箱连接的离合器连接，如摩擦离合器或包括锁定离合器的液动联接装置，这是为了过滤由于发动机的非周期性产生的振动。

实际上，由于在发动机的气缸中相继产生的爆燃，爆燃发动机具有非周期性，这些非周期性尤其是随气缸的数量变化。

因此，扭转减振装置的减振部件的功能是过滤非周期性产生的振动，并且在发动机扭矩传递给变速箱前参与过滤。

如果没有减振，进入到变速箱中的振动在运行时在变速箱中产生特别不希望的冲击、噪音或声音危害。

正是由于这些原因之一，使用一个或多个能够过滤具有至少一确定频率的振动的减振部件。

文件US-2010/0122605提出一摆动式减振装置。

减振装置包括至少一与发动机的轴转动联接的支座，和至少一振荡块，一般为多个在圆周方向上分布在支座上的振荡块。这些振荡块的振荡产生与来自发动机的振荡扭矩相反的振荡扭矩，并因此吸收发动机的一部分非周期性。支座，有时也叫做扭转减振装置的相位垫片，一般与发动机轴固连在一起。

每个振荡块一般由一对布置在支座两侧的重块构成，它们或者一半穿过支座的凹槽通过直接机械连接互相固连在一起，或者通过横撑互相固连在一起，在下文中将两个有横撑或没有横撑的面对面固连在一起的这种重块组件看作是单个振荡块。

作为变型，每个振荡块可以是活动安装在支座上的单个重块。在这种情况下，支座可以选择性地由两个元件形成，振荡块活动布置在这两个元件之间。

这种振荡块一般通过至少一滚动元件，一般通过两个甚至更多个滚动元件活动安装在支座上。

一般地，每个振荡块的质量中心围绕与发动机的转轴基本平行的振荡轴自由振荡，并被带动围绕该转轴旋转。

作为转动的非均匀性的反应，振荡块移动，使得每个振荡块的质量中心围绕该振荡轴振荡。

每个振荡块的质量中心相对发动机轴的转轴的径向位置，如该重心相对振荡轴的距离，被确立为，在离心力的作用下，每个振荡块的振荡频率与发动机轴的转速成正比，例如该倍数可以取接近非周期性的主要谐振范围的值。

始终寻求更有效的振动过滤导致完善摆动式扭转减振装置。

特别是，发现使用每个振荡块包括两个滚动元件(或滚轴)的摆块，叫做“双线摆”，可以得到大于称为“单线摆”的摆块的减振性能的减振性能，该单线摆包括每个振荡块单个滚动元件。

因此，现有技术导致在使用性能好但结构复杂的双线摆与结构比较简单但性能相对一般的单线摆之间做出选择。

发明内容

本发明的目的之一是能够形成接近单线摆的具有较大结构简单性但可以得到接近双线摆的减振性能的摆动式扭转减振装置。

为此，本发明的目的是一种用于与爆燃发动机连接的装置，该装置包括围绕一轴能旋转活动的支座和活动安装在该支座上的摆动的振荡块组件，组件的每个振荡块在圆周方向上插入在与其相邻的第一振荡块与和与其相邻的第二振荡块之间，并与这两个相邻的振荡块形成属于所述组件的一组在圆周方向上连续的三个振荡块，这三个振荡块下面分别称为插入块、第一相邻块和第二相邻块。

其中，组件的每个振荡块通过与该振荡块相关联的单个滚动元件活动安装在支座上；并且对于所有三个在圆周方向上连续的振荡块组，插入块包括：

－第一端部边缘，其能够在扭转减振装置旋转时与第一相邻块的端部边缘基本在圆周方向上滑动接触；

－第二端部边缘，其能够在装置旋转时与第二相邻块的端部边缘基本在圆周方向上滑动接触，

第一相邻块或第二相邻块的端部边缘能够在扭转减振装置旋转时分别径向保持插入块的第一端部边缘或第二端部边缘，并且

其中，对于每个振荡块，滚动元件在支座和该振荡块上滚动。

在下文中，术语摆动振荡块(或插入块、第一相邻块或第二相邻块)表示其元件或构成元件机械固连在一起的的所有摆动振荡块。这特别涉及一般布置在支座两侧因此必要时布置在横撑两侧的两个互相固连在一起的重块(例如通过横撑互相固连在一起)。术语摆动块也用于其它几何形状的机械固连在一起的块，例如沿支座或在同一支座的两个元件之间的单个重块。

滚动元件可以是适当滚动的元件，例如单一直径的滚轴，或具有多个与例如在支座或重块上的不同滚道对应的直径的滚轴。

在本发明的一实施例中，滚动元件穿过支座形成的凹槽插入。因此，滚动元件能够沿横撑形成的第一滚道并沿支座凹槽限定的边缘形成的第二滚道滚动。滚动元件能够在支座和横撑上滚动。在普通的双线摆中，所有摆动振荡块都与两个滚动元件接触，并被径向保持(径向远离地保持)在两个是该摆动块与两个滚动元件的接触点处的区域中。这同时保证块在它的摆动运动中的稳定性(尤其是阻止所有不受控制的枢转)，并得到双线作用，源于大于有单个滚动元件的单线摆减振效果的减振效果。

根据本发明，与普通的双线摆的振荡块相比，其中一滚动元件被取消，通过与其中一相邻块的基本在圆周方向上滑动接触得到如此被取消的相应径向保持作用。因此这引起一般不期望的摩擦，有时被本领域技术人员称为“滞后源”(或不可逆性)。

但是，根据本发明，滑动接触引起的滞后作用比较有限，甚至是非常有限的，因为本发明的装置的摆动振荡块的组件协调运行，使得滑动接触点的行程显著小于摆动块与单个滚动元件的相应接触点的行程。换言之，滚动元件带与在振荡块上的滚道的接触点的游间行程(débattement)地滚动，该游间行程明显大于相应滑动接触点的游间行程。

因此，第一和第二相邻块一般在给定时刻具有与插入块的运动协调并基本在相同方向上的圆周运动(共同的旋转运动)，和/或也协调并在相同方向上的枢转运动、和/或也协调并在相同方向上(离心或向心)的径向移动运动，使得在插入块和第一和第二相邻块的任一块之间相对滑动接触点的运动的幅度明显小于插入块的运动的幅度。

如果现在考虑振荡块的组件，这些振荡块在给定时刻一般具有协调的在圆周方向上的运动，例如在顺时针方向上，和协调的枢转运动和/或协调的径向运动(例如向心的运动)。

因此，本发明可以得到振荡块的协调动力运动，该运动基本接近包括互相连接的振荡块的普通双线摆的振荡块的运动。(由于滑动接触点的小游间行程)摩擦限制作用实际上可以大大减小带有上述双线摆的本发明装置的动力运行偏差。

因此，本发明的装置可以通过将滚动元件的数量除以2得到接近双线摆性能的性能。

另外，不同振荡块互相接触，因此相邻(甚至如附图中观察到的两两相迭)，这样可以更好地利用整个圆周空间，用以布置总振荡块，因此可以增加振荡块。在具有独立块的摆动系统中，相反地，必须在两个在圆周方向上相继的摆动块之间设置一自由运行空间，该空间不是用于安装总摆动块的一部分。当使用通过非摆动连接元件连接的摆动块时的情况是类似的。

因此，在本发明的装置中，总摆动块一般可以增加，这改进了减振(或者可以将该相同的总摆动块置于更小的空间中)。

优选地，对于所有振荡块，相关联的单个滚动元件能够在该振荡块的滚道上滚动，滚动元件与滚道之间的接触点在与轴垂直的平面中的轨迹包括中间点，该中间点与振荡块的质量中心成角度地错开。实际上，已观察到该设置可以增加摆动装置的稳定性。

优选地，轨迹的每个点与振荡块的质量中心在同一圆周方向上成角度地错开。

还一般地，对于所有振荡块，中间点以及优选与振荡块相应的轨迹的所有点在同一圆周方向上错开。

根据一优选设置，对于所有插入块：

－轨迹的中间点向第一相邻块错开；

－第一端部边缘是能够在装置旋转时径向保持第一相邻块的所述端部边缘的边缘；

－第二相邻块的端部边缘是能够在装置旋转时径向保持插入块的第二端部边缘的边缘。

因此，离心力沿在中间点(经过滚动元件的径向保持点)与第二相邻块的端部边缘(形成插入块的第二端部边缘的径向保持)之间通过的轴施加在插入块上。因此，插入块是稳定的，离心力施加在两个径向保持元件之间。

优选地，对于一插入块，并优选对于所有振荡块，验证以下关系式：

0.5×R1<R2<2×R1，其中：

R1是轨迹在中间点的曲率半径；

R2是滚动元件与中间点接触时，所述第二相邻块的端部边缘在与插入块的第二端部边缘的接触点的曲率半径。

这提高了装置的动态稳定性和它的减振性能。

根据另一优选设置，对于一振荡块并优选对于所有振荡块验证以下关系式：

2CH×DM<FC×d<5CH×DM；其中：

－FC是装置以1000转/分钟旋转时施加在振荡块上的离心力；

－d是滚动元件与中间点接触时振荡块的质量中心到一方面经过该中间点和另一方面经过滚动元件与支座相关联的接触点的一轴的距离；

－CH是由转动的装置的振动引起的支座的最大轴向加速度时振荡块与支座的摩擦力；

－DM是从振荡块的质量中心到经过振荡块与支座之间的接触点的轴的最大距离，该轴与在该接触点的径向方向垂直。

已观察到该关系式可以以较高的可靠性避免对装置运行的任何干扰，该干扰是因为由运行的支座的轴向振动引起的振荡块与支座之间的摩擦所造成的。

一般地，对于一振荡块并优选对于所有振荡块，d包括在2mm到12mm之间，并优选包括在3.5mm到8mm之间。

还一般地，所有插入块能够与第一相邻块和第二相邻块中的每一个进行包括0.5mm到6mm之间并优选在1.5mm到3.5mm之间的基本在圆周方向上的游间行程。

根据另一优选设置，振荡块的数量N是大于或等于3、优选等于5或7的奇数。实际上，已观察到，利用奇数振荡块还能增加装置的运行稳定性，优选数量为5和7，它们可以利用比较简单的机械设计得到较大的稳定性。

最后，本发明的另一目的是一种包括如上所述扭转减振装置的单、双、或多重离合器。

附图说明

通过阅读下面仅作为示例给出并参照附图进行的描述将更好地了解本发明，附图中：

－图1表示属于一离合器的根据本发明的扭转减振装置一部分的简化轴向视图，装置包括摆动支座和多个安装在该摆动支座上的摆动重块。

－图2是与图1类似的视图，减振装置位于它运行的不同构型中。

－图3是与图1类似的视图，该视图中出示了在图1中未示出的某些元件。

具体实施方式

参照图1，图中示意并部分示出扭转减振装置2，其包括支座4，支座包括整体为环形平面形状的周边部分，多个圆周地分布在该支座4上的摆动振荡块活动安装该周边部分上。

支座4，有时也叫做扭转减振装置的“相位垫片”围绕与附图的平面垂直的轴活动安装，点O通过该轴，如果没有提供所有补充说明，下面叫做轴。支座4支撑摆动振荡块，每个摆动振荡块包括两相对轴具有相同角度位置并位于该支座4两侧的两个重块，以及两个重块之间的一连接横撑。

在图1、图2和图3的一部分中，对每个摆动振荡块只示出了一个重块。该重块实际上布置在支座4后的后平面中，实际上在这些图中只通过用于更好看到装置的摆动运行的人工图形图示看到。下面指出的相应附图标记系统地用于一摆动振荡块，而不是每个重块，即使只出示一个重块。

组件的每个振荡块在圆周方向上插入在与其相邻的第一振荡块和与其相邻的第二振荡块之间，并且与这两个相邻振荡块形成一组在圆周方向上连续并属于所述组件的三个振荡块，下面分别称为插入块6、第一相邻块8和第二相邻块10。

应理解的是并且将在图3的描述中更好解释的，装置的每个摆动块是插入在另外两个摆动块之间的摆动块，但根据从三个连续振荡块组件的选择，也可看作是“第一相邻块”或“第二相邻块”(因此称为插入块)。

组件的每个振荡块通过与该振荡块相关联的单个滚动元件12活动安装在支座4上，并且对于所有组的在圆周方向上连续的三个振荡块，插入块6包括：

－第一端部边缘14，其在装置旋转时能够与第一相邻块8的端部边缘16基本圆周滑动接触；

－第二端部边缘18，其在装置旋转时能够与第二相邻块10的端部边缘20基本圆周滑动接触。

除了两个重块外，插入块6还包括连接两个重块的横撑24。支座4具有凹槽33，横撑24穿过凹槽33布置。插入块6的两个重块位于支座4的两侧。

与插入块6相关联的单个滚动元件12能够在该插入块6的布置在横撑24上的滚道22上滚动。

滚动元件12容置在支座4的凹槽33中。滚动元件12能够通过该滚动元件12在界定支座4的凹槽33的边缘34上的接触同时在如前所述的横撑24上和支座4上滚动。

该滚动元件12与滚道22之间的接触点在与经过中间点A的轴垂直的平面中的轨迹与插入块6的质量中心M成角度地错开。该轨迹形成点B和C之间的弯曲部分。还可观察到，轨迹的每个点与块6的质量中心M在同一圆周方向上成角度地错开(相对轴OM成角度地错开)。

当离心力施加在插入块6上时，离心力沿轴OM施加。因此，通过与滚动元件12的滚动接触在被径向保持在成角度布置在图1的轴OM右边的区域中的插入块6也应在轴OM的左边被径向保持。这通过第二相邻块10的端部边缘20实现，第二相邻块的端部边缘形成插入块6的第二端部边缘18的径向保持边缘。

类似地，插入块6的第一端部边缘14是能构在装置旋转时径向保持第一相邻块8的端部边缘16的边缘。

中间点A，并且一般为与振荡块(被认为是插入块)相应的轨迹的所有点对于所有振荡块在相同圆周方向上即在图1所示的顺时针方向上错开。

对于装置的所有插入块(这也适用于块8和10，每个都被看作是插入块)：

－相应的轨迹的中间点向相应的第一相邻块错开；

－第一端部边缘是能够在装置旋转时径向保持相应的第一相邻块的端部边缘的边缘。

－相应的第二相邻块的端部边缘是能够在装置旋转时径向保持插入块的第二端部边缘的边缘。

现在参照图2，该图表示与图1的装置相同的装置，但构型与图1中的构型不同：图2中，滚动元件12在中间点A与插入块6的横撑24接触。

在图2中，另外参照与第一相邻块8和第二相邻块10对应的滚动元件26和28，并指出下面解释的准确几何形状。

考虑装置的运行，例如当发动机扭矩从图2的构型开始而改变时。

由于支座旋转加速的带动，所有振荡块6、8、10等以(集体)协调的方式进行旋转运动，例如沿顺时针方向，以便达到图1的构型，然后(可能)是滚动元件12与点B接触的最大游间行程构型。然后运动反向，所有振荡块6、8、10等集体沿逆时针方向转动，以便达到图2的构型，然后(可能)是滚动元件12与点C接触的最大游间行程构型。然后运动重新反向，并如此继续。只有当需要最大缓冲的极端应力时游间行程才达到最大值(滚动元件12与点B和C接触)。

因此振荡块的运动包括协调(集体)旋转运动，所有振荡块在给定时刻在同一方向上旋转运动。但实际上振荡块的运动一般更复杂，并且包括除简单旋转外的其它集体运动分量，一般为协调(集体)径向运动和/或协调(集体)枢转。

但这些其它协调(集体)运动一般是两个相邻块之间相对旋转运动比较小的游间行程，使得滑动接触点处的相对滑动如元件14和16之间或元件18和20之间的相对滑动比较有限，这减小了摩擦。

优选地，对于一个或对于所有插入块6(因此也对于其它振荡块8、10等，采用第一和第二相邻块的定义)，验证以下关系式：

0.5×R1<R2<2×R1，其中：

R1是轨迹在中间点A的曲率半径；

R2是当滚动元件12与中间点A接触时，所述第二相邻振荡块的端部边缘20在与插入块的第二端部边缘18的接触点的曲率半径。

已经发现遵守上述关系式将出人意料地提高装置的减振效果。

此外有利地，装置被构型成，对于振荡块，并优选地对于所有振荡块，也验证下面的第二关系式：

2CH×DM<FC×d<5CH×DM，其中：

－FC是装置以1000转/分钟旋转时施加在振荡块上的离心力。

－d是振荡块的质量中心M到轴XX的距离，当滚动元件12与中间点A接触时，轴XX一方面经过该中间点A，另一方面经过与滚动元件12和支座4的相关联的接触点E。

－CH是由转动的装置的振动导致的支座最大轴向加速度时振荡块与支座的摩擦力。

－DM是从振荡块6的质量中心M到经过振荡块与支座之间的接触点D的轴YY的最大距离，经过振荡块与支座之间的接触点D的该轴YY在该接触点D与径向方向OD垂直。

这赋予减振装置很大的稳定性。

图2还示出了当滚动元件12在点A与块6接触时中间点A与质量中心M成角度错开角度alpha。

图3示出了和图1、2相同的装置。和其它图中一样，插入块6表示为带有布置在后平面中的单个重块。

对于其它振荡块8、10、30和32，相反示出了位于支座4前的相应重块。

应理解的是插入块6布置在第一相邻块8与第二相邻块10之间。相反，如果考虑三个块6、8、30的组件，块8为“插入块”，块30为“第一相邻块”，而块6为“第二相邻块”。因此，插入块、第一相邻块和第二相邻块的命名都与任何在圆周方向上连续的三个振荡块的组件的选择有关，没有绝对的特征。

更普遍的是，本领域的技术人员可以根据与本发明兼容的不同实施方式或变型实施本发明，而不超出本发明的保护范围。也可使用现有技术的所有已知的适合特征。

Claims

1.一种用于与爆燃发动机连接的扭转减振装置(2)，扭转减振装置包括围绕一轴能旋转活动的支座(4)和活动安装在该支座(4)上的摆动的振荡块的组件，该组件的每个振荡块在圆周方向上插入在与其相邻的第一振荡块和与其相邻的第二振荡块之间，并与这两个相邻的振荡块形成属于所述组件的一组在圆周方向上连续的三个振荡块，这三个振荡块下面分别称为插入块(6)、第一相邻块(8)和第二相邻块(10)，

其中，组件的每个振荡块通过与该振荡块相关联的单个滚动元件(12)活动安装在支座(4)上；并且，对于所有组的在圆周方向上连续的三个振荡块，插入块(6)包括：

－第一端部边缘(14)，其能够在扭转减振装置旋转时与第一相邻块(8)的端部边缘(16)基本在圆周方向上滑动接触；

－第二端部边缘(18)，其能够在扭转减振装置旋转时与第二相邻块(10)的端部边缘(20)基本在圆周方向上滑动接触，

第一相邻块(8)的端部边缘(16)或第二相邻块(10)的端部边缘(20)能够在扭转减振装置旋转时分别径向保持插入块(6)的第一端部边缘(14)或第二端部边缘(18)，并且

其中，对于每个振荡块，滚动元件在支座上和在该振荡块上滚动。

2.根据权利要求1所述的扭转减振装置，其中，对于所有振荡块，相关联的单个滚动元件(12)能够在该振荡块的滚道(22)上滚动，滚动元件(12)与滚道(22)之间接触点在与轴垂直的平面中的轨迹包括中间点(A)，该中间点与振荡块的质量中心(M)成角度地错开。

3.根据权利要求2所述的扭转减振装置，其中，所述轨迹的每个点与振荡块的质量中心(M)在同一圆周方向上成角度地错开。

4.根据权利要求2或3所述的扭转减振装置，其中，中间点(A)对于所有振荡块在同一圆周方向上错开。

5.根据权利要求2或3所述的扭转减振装置，其中，对于所有插入块(6)：

－轨迹的中间点(A)向第一相邻块(8)错开；

－第一端部边缘(14)是能够在扭转减振装置旋转时径向保持第一相邻块(8)的所述端部边缘(16)的边缘；

－第二相邻块(10)的端部边缘(20)是能够在扭转减振装置旋转时径向保持插入块(6)的第二端部边缘(18)的边缘。

6.根据权利要求5所述的扭转减振装置，其中，对于一插入块(6)验证以下关系式：

0.5×R1<R2<2×R1，其中：

R1是轨迹在中间点(A)的曲率半径；

R2是滚动元件(12)与中间点(A)接触时，所述第二相邻块(10)的所述端部边缘(20)在与插入块(6)的第二端部边缘(18)的接触点的曲率半径。

7.根据权利要求2所述的扭转减振装置，其中，对于一插入块验证以下关系式：

2C_H×D_M<F_C×d<5C_H×D_M；其中：

－F_C是扭转减振装置以1000转/分钟旋转时施加在插入块上的离心力；

－d是滚动元件(12)与中间点(A)接触时插入块(6)的质量中心(M)到一方面经过该中间点(A)和另一方面经过滚动元件(12)与支座(4)的相关联的接触点(E)的一轴的距离；

－C_H是由转动的扭转减振装置的振动引起的支座(4)最大轴向加速度时插入块(6)与支座(4)的摩擦力；

－D_M(DM)是从插入块的质量中心到经过插入块与支座之间的接触点(D)的轴(YY)的最大距离，经过插入块与支座之间的接触点的该轴(YY)在该接触点(D)与径向方向垂直。

8.根据权利要求7所述的扭转减振装置，其中，对于一插入块，d包括在2mm到12mm之间。

9.根据权利要求1所述的扭转减振装置，其中，所有插入块(6)能够与第一相邻块(8)和第二相邻块(10)中的每一个进行包括在0.5mm到6mm之间的基本在圆周方向上的游间行程。

10.根据权利要求1所述的扭转减振装置，其中，振荡块的数量N是大于或等于3的奇数。

11.一种包括扭转减振装置的离合器，其中，该扭转减振装置是根据权利要求1至10中任一项所述的扭转减振装置。