CN114810942A - 减振传动机构及动力传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减振传动机构及动力传动系统。该减振传动机构包括壳体、法兰、多个减振弹簧和阻尼部件。当法兰相对于壳体处于初始位置时法兰和壳体之间不传递扭矩，在法兰相对于壳体相对转动的过程中法兰能够压抵减振弹簧，使得法兰和壳体经由减振弹簧传递扭矩。阻尼部件在轴向上位于壳体和法兰之间，当法兰处于上述初始位置以及在法兰相对于壳体进行相对转动的过程中转动经过上述初始位置时，法兰能够与阻尼部件接触，使得阻尼部件对法兰产生第一阻尼。这样，至少在法兰相对于壳体的相对转动方向发生变化之后，能够减小法兰与减振弹簧之间的冲击，进而减小或消除由这种冲击产生的不期望的噪声。

Description

减振传动机构及动力传动系统

技术领域

本发明涉及车辆领域，且特别地涉及一种车辆用减振传动机构及包括该减振传动机构的动力传动系统。

背景技术

在48V混合动力系统中，电机与发动机经由具有减振功能的带轮传动联接，发动机与变速器的输入轴传动联接。这样，一方面，能够经由电机启动发动机；另一方面，处于正常工作状态的发动机能够在向变速器传递驱动扭矩的同时驱动电机进行发电。

图1中示出了上述带轮的结构。与发动机用的双质量飞轮内的减振结构类似地，该带轮包括壳体10、法兰20和收纳于壳体10内的多个(例如两个或三个)减振弹簧30。法兰20能够在周向上相对于壳体10进行预定范围的相对转动，在该相对转动过程中法兰20的抵接部能够抵接对应的减振弹簧30，从而在法兰20与壳体10之间经由减振弹簧30传递扭矩的过程中，减振弹簧30能够衰减扭振。

上述带轮可以通过带启动或齿结构启动来启动发动机，发动机正常工作之后能够反过来驱动电机。但是在上述过程中将导致法兰20相对于壳体10之间的扭矩传递方向发生变化，从而导致法兰20的抵接部与相邻的两个减振弹簧30中的一个减振弹簧30脱离接触之后较剧烈地冲击另一个减振弹簧30。由于在现有的带轮中不存在减小这种冲击的机构，因此这种冲击产生了不期望的噪声，导致整个混合动力系统的NVH性能劣化。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述缺陷。本发明的一个目的在于提供一种减振传动机构，其能够减小如上所述的由于法兰与壳体之间的扭矩传递方向变化导致法兰与减振弹簧之间产生的冲击。本发明的另一个目的在于提供一种包括上述减振传动机构的动力传动系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

本发明提供了一种如下的减振传动机构，其具有轴向、径向和周向并且包括：

壳体；

多个减振弹簧，所述多个减振弹簧以沿着所述周向彼此间隔分布的方式安装于所述壳体内；

法兰，所述法兰与所述壳体同轴地布置，当所述法兰相对于所述壳体处于初始位置时所述法兰和所述壳体之间不传递扭矩，所述法兰能够相对于所述壳体沿着所述周向相对转动，在所述相对转动的过程中所述法兰能够压抵所述减振弹簧，使得所述法兰和所述壳体经由所述减振弹簧传递扭矩；以及

阻尼部件，所述阻尼部件在所述轴向上位于所述壳体和所述法兰之间，所述法兰能够与所述阻尼部件接触，使得所述阻尼部件对所述法兰产生第一阻尼。

优选地，当所述法兰处于所述初始位置以及在进行所述相对转动的过程中转动经过所述初始位置时，所述法兰能够与所述阻尼部件接触，使得所述阻尼部件对所述法兰产生所述第一阻尼。

更优选地，所述阻尼部件包括摩擦环和膜片弹簧，

所述摩擦环与所述法兰在所述轴向上相对，

以所述摩擦环为基准，所述膜片弹簧在所述轴向上位于所述法兰所在侧的相反侧。

更优选地，所述法兰形成有朝向所述摩擦环凸出的第一凸起部，所述摩擦环形成有朝向所述法兰凸出的第二凸起部，在所述第一凸起部和所述第二凸起部彼此接触的情况下，所述法兰在所述轴向上压抵所述摩擦环并且所述膜片弹簧产生弹性变形，从而所述摩擦环对所述法兰产生所述第一阻尼。

更优选地，所述第一凸起部在所述周向上与所述法兰的抵接部重叠，

所述摩擦环在所述周向上相对于所述壳体固定，使得所述第二凸起部位于相邻的两个所述减振弹簧之间。

更优选地，所述壳体包括组装在一起的带轮和盖，所述带轮包括内筒部、外筒部和连接部，所述内筒部和所述外筒部沿着所述轴向延伸，所述连接部沿着所述径向延伸并且与所述内筒部和所述外筒部相连，

所述摩擦环和所述膜片弹簧套装于所述内筒部，所述摩擦环在所述径向上和所述周向上相对于所述内筒部固定。

更优选地，所述第一凸起部和所述第二凸起部两者的周向边缘均形成倒角，所述第一凸起部和所述第二凸起部中的至少一者的阻尼接触面在所述周向上呈阻尼可变的形状。

更优选地，在所述第一凸起部和所述第二凸起部未接触的情况下，所述摩擦环对所述法兰产生第二阻尼，所述第二阻尼小于所述第一阻尼。

更优选地，所述带轮形成有与所述膜片弹簧对应的凹部，在所述第一凸起部和所述第二凸起部彼此接触的情况下所述膜片弹簧产生弹性变形，以被收纳于所述凹部。

本发明还提供了一种如下的动力传动系统，其包括电机、发动机和以上技术方案中任意一项技术方案所述的减振传动机构，所述电机经由所述减振传动机构与所述发动机传动联接，使得所述电机能够用于启动所述发动机以及由所述发动机驱动来发电。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的减振传动机构和包括该减振传动机构的动力传动系统。该减振传动机构包括壳体、法兰、多个减振弹簧和阻尼部件。法兰与壳体同轴地布置，当法兰相对于壳体处于初始位置时法兰和壳体之间不传递扭矩，进一步地法兰能够相对于壳体沿着周向相对转动，在相对转动的过程中法兰能够压抵减振弹簧，使得法兰和壳体经由减振弹簧传递扭矩。阻尼部件在轴向上位于壳体和法兰之间，当法兰处于上述初始位置以及在法兰相对于壳体进行相对转动的过程中转动经过上述初始位置时，法兰能够与阻尼部件接触，使得阻尼部件对法兰产生第一阻尼。

这样，至少在由于法兰与壳体之间的扭矩传递方向变化导致法兰相对于壳体的相对转动方向发生变化之后，法兰的抵接部与相邻的一个减振弹簧脱离接触之后转而与相邻的另一个减振弹簧接触的情况下，对法兰产生较大的阻尼，从而减小法兰与另一个减振弹簧之间产生的冲击，进而减小或消除由这种冲击产生的不期望的噪声。由此，能够提高包括该减振传动机构的动力传动系统的NVH性能。

附图说明

图1是示出了一种具有减振功能的带轮的结构的剖视示意图。

图2是示出了根据本发明的一实施方式的减振传动机构的结构的剖视示意图。

图3是示出了图2中的减振传动机构的法兰的立体示意图。

图4是示出了图2中的减振传动机构的摩擦环的立体示意图。

图5是示出了图2中的减振传动机构的局部结构的立体示意图，其中阻尼部件未对法兰产生第一阻尼。

图6是示出了图2中的减振传动机构的局部结构的立体示意图，其中阻尼部件对法兰产生第一阻尼。

附图标记说明

10壳体 20法兰 30减振弹簧

1壳体 11带轮 111内筒部 112外筒部 113连接部 113c凹部 12盖 2法兰 21法兰主体 21p第一凸起部 22抵接部 3减振弹簧 4摩擦环 4p第二凸起部 41摩擦环主体 42内齿部 5膜片弹簧

A轴向 R径向 C周向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

在本发明中，如无特殊说明，“轴向”、“径向”、“周向”分别是指整体为圆环形状的减振传动机构的轴向、径向、周向。以下将结合附图说明根据本发明的一实施方式的减振传动机构的结构。

如图2至图6所示，根据本发明的一实施方式的减振传动机构整体具有大致圆环形状，该减振传动机构包括组装在一起的壳体1、法兰2、多个减振弹簧3、摩擦环4和膜片弹簧5。

在本实施方式中，壳体1整体具有圆环形状，壳体1的内部形成有用于多个减振弹簧3的容纳空间。壳体1包括固定在一起的带轮11和盖12。

具体地，带轮11包括内筒部111、外筒部112和连接部113，内筒部111位于外筒部112的径向内侧，连接部113使内筒部111的轴向一侧端(图2中的左侧端，下同)和外筒部112的轴向一侧端连接在一起。内筒部111具有圆筒形状并且沿着轴向A延伸，内筒部111用于与摩擦环4安装在一起。外筒部112也具有圆筒形状并且沿着轴向A延伸，外筒部112的外周面形成有用于供带安装的齿部。连接部113具有圆环形状并且大致沿着径向R延伸，连接部113在延伸过程中进行弯折，以使得轴向长度不同的内筒部111和外筒部112两者的轴向一侧端相连。盖12具有圆环形状，盖12在径向R上位于带轮11的内筒部111和外筒部112之间，盖12与带轮11的连接部113在轴向A上相对。

进一步地，连接部113形成有与膜片弹簧5对应的凹部113c。一方面，如图5所示，当法兰2的下述第一凸起部21p未与摩擦环4的下述第二凸起部4p彼此接触时，该凹部113c与膜片弹簧5的外周缘相抵，以对膜片弹簧5进行限位；另一方面，如图6所示，当法兰2的第一凸起部21p与摩擦环4的第二凸起部4p彼此接触时，膜片弹簧5弹性变形之后收纳于该凹部113c内。

在本实施方式中，法兰2的一部分位于壳体1内，在轴向A上位于带轮11的连接部113和盖12之间。如图3所示，法兰2包括法兰主体21和两个抵接部22，法兰主体21形成为从外周部朝向中央部逐渐朝向轴向另一侧(图2中的右侧，下同)凸的圆盘形状。两个抵接部22从法兰主体21朝向径向外侧伸出且在周向C上间隔180度的圆心角。各抵接部22具有扇形形状并且抵接部22的周向两侧端缘形成倒角。抵接部22的数量可以、但不限于与减振弹簧3的数量相同。各抵接部22在周向C上位于相邻的两个减振弹簧3之间。这样，当法兰2相对于壳体1处于初始位置时，法兰2与壳体1之间不传递扭矩；进一步地，法兰2从初始位置相对于壳体1沿着周向C相对转动之后，法兰2的位于相邻的减振弹簧3之间的抵接部22能够压抵于对应的减振弹簧3，使得法兰2与壳体1之间能够经由被压缩的减振弹簧3传递扭矩，从而在法兰2与壳体1经由减振弹簧3传递扭矩的过程中减振弹簧3能够衰减扭振。

进一步地，法兰主体21的面向摩擦环4的侧面形成有两个第一凸起部21p，两个第一凸起部21p位于法兰主体21的外周部。在法兰主体21的整周上，两个第一凸起部21p与其它相同径向部位相比朝向摩擦环4凸出。第一凸起部21p在周向C上与抵接部22重叠，第一凸起部21p的周向长度可以小于对应的抵接部22的周向长度，第一凸起部21p的中心线与对应的抵接部22的中心线可以重叠。这样，在周向C上，第一凸起部21p的位置与抵接部22的位置对应。

在本实施方式中，各减振弹簧3均为沿着周向C延伸的弧形螺旋弹簧。多个(例如两个)减振弹簧3以沿着周向C彼此间隔分布的方式安装于壳体1内。当法兰2相对于壳体1处于初始位置时，减振弹簧3处于初始状态，这时各减振弹簧3在各方向上受到壳体1的约束且可以处于未压缩状态或者略微压缩状态。

在本实施方式中，摩擦环4和膜片弹簧5一起构成了本发明的阻尼部件，该阻尼部件在轴向A上位于壳体1和法兰2之间。当法兰2相对于壳体1进行相对转动过程中法兰2的第一凸起部21p与摩擦环4的第二凸起部4p接触时，阻尼部件(摩擦环4)能够对法兰2产生第一阻尼，以减小法兰2的速度，从而至少减小由于法兰2与壳体1之间的扭矩传递方向变化导致法兰2与减振弹簧3之间产生的冲击的影响；此外，当法兰2相对于壳体1进行相对转动过程中法兰2的第一凸起部21p与摩擦环4的第二凸起部4p未接触时，阻尼部件(摩擦环4)可以对法兰2产生第二阻尼，第二阻尼小于第一阻尼。以下说明阻尼部件的更具体的结构以及产生第一阻尼和第二阻尼的原理。

具体地，摩擦环4套装于内筒部111，摩擦环4与法兰2在轴向A上相对。如图4所示，摩擦环4包括整体具有圆环形状的摩擦环主体41和从摩擦环主体41朝向径向内侧凸出的内齿部42，利用该内齿部42与内筒部111配合使得摩擦环4在径向R上和周向C上相对于内筒部111固定。进一步地，摩擦环4的面向法兰主体21的侧面形成有朝向法兰2凸出的第二凸起部4p。通过使摩擦环4在预定的位置相对于壳体1固定，使得第二凸起部4p在周向C上位于相邻的两个减振弹簧3之间，也可以说减振弹簧3在周向C上设置在相邻的两个第二凸起部4p之间。进一步地，膜片弹簧5具有圆环形状。以摩擦环4为基准，膜片弹簧5在轴向A上位于法兰2所在侧的相反侧。当膜片弹簧5处于未弹性变形的自由状态时，膜片弹簧5的外周部抵接于带轮11的连接部113，具体地抵接于连接部113形成的凹部113c；膜片弹簧5的内周部抵接于摩擦环4。

通过采用上述结构，如图5所示，在第一凸起部21p和第二凸起部4p未接触的情况下，法兰2不对摩擦环4产生压力或者对摩擦环4产生较小压力，由此膜片弹簧5也不产生弹性变形而处于自由状态或者处于略微被压缩的状态，此时阻尼部件对法兰2产生的第二阻尼较小，甚至可以为零。如图6所示，在第一凸起部21p和第二凸起部4p彼此接触的情况下，法兰2在轴向A上压抵摩擦环4并且使膜片弹簧5产生弹性变形，在膜片弹簧5的弹簧力的作用下阻尼部件对法兰2产生第一阻尼。具体地，由于第一凸起部21p与抵接部22的位置对应，使得当法兰2相对于壳体1处于初始位置或者相对于壳体1转动经过初始位置时阻尼部件对法兰2产生第一阻尼。

本发明还提供了一种动力传动系统，其包括电机、发动机和具有以上结构的减振传动机构。电机经由减振传动机构和其它必要的部件(例如传动皮带)与发动机传动联接，使得电机能够用于启动发动机并且由发动机驱动来发电，由此优选地形成48V混合动力系统。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。这里，进行如下补充说明。

(i)虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解，优选地第一凸起部21p和第二凸起部4p两者的周向边缘均形成倒角，从而使得第一凸起部21p和第二凸起部4p在法兰2相对于壳体1进行相对转动的过程中接触更平顺。

(ii)虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解，可以根据力-变形特性曲线来设计阻尼部件的摩擦环4的尺寸和膜片弹簧5的特性，以确保阻尼部件产生特定的阻尼。具体地，也可以进一步地对摩擦环4的第二凸起部4p和/或第一凸起部21p的摩擦阻尼接触面的形状进行设计，第一凸起部21p和第二凸起部(4p)中的至少一者的阻尼接触面在周向C上呈阻尼可变的形状，使得能够在第一凸起部21p和第二凸起部4p之间产生随周向角度变化而可变的阻尼，例如该第一凸起部21p和/或第二凸起部4p在周向C呈楔形轮廓或者大致梯形轮廓，由此能够在第一凸起部21p和第二凸起部4p的接触摩擦过程中产生可调整且变化的阻尼，由此能够应对不同的冲击场合。

(iii)在本发明中，法兰2与壳体1之间的扭矩传递方向发生变化包括减振传动机构从初始状态刚启动以产生扭矩以及在正常工作状态下扭矩传递方向变换两种情况。进一步地，在扭矩传递方向发生变化使得法兰2的抵接部22对应的第一凸起部21p与摩擦环4的第二凸起部4p接触之后，法兰2的抵接部22对应的第一凸起部21p可以越过摩擦环4的第二凸起部4p，使得第一凸起部21p从第二凸起部4p的周向一侧运动到另一侧；或者法兰2的抵接部22对应的第一凸起部21p一部分可以与第二凸起部4p接触，另一部分则越过第二凸起部4p。

(iv)可以理解，阻尼部件的阻尼作用不会影响由减振弹簧3所提供的扭振衰减效果(减振效果)。在减振传动机构刚启动时或者经由减振传动机构传递的扭矩的方向发生变化时才由阻尼部件产生上述第一阻尼。而且，在根据本发明的动力传动系统(例如48V混合动力系统)中，减振传动机构主要优化该动力传动系统的启动工况和扭矩传递方向变化时的工况，而不会影响发动机的怠速、驱动、发电和制动能量回收等工作模式的正常运行。

(v)虽然在以上的具体实施方式中仅说明了减振弹簧3为弧形的螺旋弹簧，但是本发明不限于此。该减振弹簧3也可以采用直线状的螺旋弹簧。

(vi)应当理解，第一凸起部21p和第二凸起部4p的位置不限于上述实施方式中描述的位置。例如，在周向C上，第一凸起部21p还可以与抵接部22错开地布置。第二凸起部4p的位置也不限于位于例如两个未被压缩或者未被明显压缩的减振弹簧之间。只要在法兰2相对于壳体1位于初始位置或者相对于壳体1转动经过初始位置时，第一凸起部21p和第二凸起部4p接触并产生大于第二阻尼的第一阻尼即可。

Claims (10)

1.一种减振传动机构，其具有轴向(A)、径向(R)和周向(C)并且包括：

壳体(1)；

多个减振弹簧(3)，所述多个减振弹簧(3)以沿着所述周向(C)彼此间隔分布的方式安装于所述壳体(1)内；

法兰(2)，所述法兰(2)与所述壳体(1)同轴地布置，当所述法兰(2)相对于所述壳体(1)处于初始位置时所述法兰(2)和所述壳体(1)之间不传递扭矩，所述法兰(2)能够相对于所述壳体(1)沿着所述周向(C)相对转动，在所述相对转动的过程中所述法兰(2)能够压抵所述减振弹簧(3)，使得所述法兰(2)和所述壳体(1)经由所述减振弹簧(3)传递扭矩；以及

阻尼部件，所述阻尼部件在所述轴向(A)上位于所述壳体(1)和所述法兰(2)之间，所述法兰(2)能够与所述阻尼部件接触，使得所述阻尼部件对所述法兰(2)产生第一阻尼。

2.根据权利要求1所述的减振传动机构，其特征在于，当所述法兰(2)处于所述初始位置以及在进行所述相对转动的过程中转动经过所述初始位置时，所述法兰(2)能够与所述阻尼部件接触，使得所述阻尼部件对所述法兰(2)产生所述第一阻尼。

3.根据权利要求2所述的减振传动机构，其特征在于，所述阻尼部件包括摩擦环(4)和膜片弹簧(5)，

所述摩擦环(4)与所述法兰(2)在所述轴向(A)上相对，

以所述摩擦环(4)为基准，所述膜片弹簧(5)在所述轴向(A)上位于所述法兰(2)所在侧的相反侧。

4.根据权利要求3所述的减振传动机构，其特征在于，所述法兰(2)形成有朝向所述摩擦环(4)凸出的第一凸起部(21p)，所述摩擦环(4)形成有朝向所述法兰(2)凸出的第二凸起部(4p)，在所述第一凸起部(21p)和所述第二凸起部(4p)彼此接触的情况下，所述法兰(2)在所述轴向(A)上压抵所述摩擦环(4)并且所述膜片弹簧(5)产生弹性变形，从而所述摩擦环(4)对所述法兰(2)产生所述第一阻尼。

5.根据权利要求4所述的减振传动机构，其特征在于，所述第一凸起部(21p)在所述周向(C)上与所述法兰(2)的抵接部(22)重叠，

所述摩擦环(4)在所述周向上相对于所述壳体(1)固定，使得所述第二凸起部(4p)位于相邻的两个所述减振弹簧(3)之间。

6.根据权利要求4或5所述的减振传动机构，其特征在于，所述壳体(1)包括组装在一起的带轮(11)和盖(12)，所述带轮(11)包括内筒部(111)、外筒部(112)和连接部(113)，所述内筒部(111)和所述外筒部(112)沿着所述轴向(A)延伸，所述连接部(113)沿着所述径向(R)延伸并且与所述内筒部(111)和所述外筒部(112)相连，

所述摩擦环(4)和所述膜片弹簧(5)套装于所述内筒部(111)，所述摩擦环(4)在所述径向(R)上和所述周向(C)上相对于所述内筒部(111)固定。

7.根据权利要求4或5所述的减振传动机构，其特征在于，所述第一凸起部(21p)和所述第二凸起部(4p)两者的周向边缘均形成倒角，所述第一凸起部(21p)和所述第二凸起部(4p)中的至少一者的阻尼接触面在所述周向(C)上呈阻尼可变的形状。

8.根据权利要求4或5所述的减振传动机构，其特征在于，在所述第一凸起部(21p)和所述第二凸起部(4p)未接触的情况下，所述摩擦环(4)对所述法兰(2)产生第二阻尼，所述第二阻尼小于所述第一阻尼。

9.根据权利要求6所述的减振传动机构，其特征在于，所述带轮(11)形成有与所述膜片弹簧(5)对应的凹部(113c)，在所述第一凸起部(21p)和所述第二凸起部(4p)彼此接触的情况下所述膜片弹簧(5)产生弹性变形，以被收纳于所述凹部(113c)。

10.一种动力传动系统，其包括电机、发动机和权利要求1至9中任一项所述的减振传动机构，所述电机经由所述减振传动机构与所述发动机传动联接，使得所述电机能够用于启动所述发动机以及由所述发动机驱动来发电。

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