曲轴减震器制造技术

本发明专利技术提供一种曲轴减震器，包括：外圈(1)和内圈(2)，所述外圈(1)整体呈非正圆形。利用本发明专利技术的曲轴减震器，可减小曲轴滚震及扭震现象对前端附件皮带张力的影响，从而延长皮带的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
曲轴减震器
本专利技术涉及一种用于发动机的曲轴减震器。
技术介绍
在发动机的运行中，气缸点火燃烧的瞬间会产生巨大的压力，该压力通过曲柄连杆机构传递到曲轴上，驱动曲轴旋转。由于发动机每个缸内燃烧产生的瞬时巨大压力对其曲轴都会产生一个冲击，因此，曲轴在工作周期内将产生不均匀的旋转，旋转的角速度峰值个数与工作周期的点火数对应。曲轴的这种不均匀旋转称之为曲轴滚震。另外，由于曲轴存在一定的扭转刚度，作用在前端曲拐上的力会使曲轴前端相对后端迅速发生扭转变形，而当作用力消失后，这种扭转迅速复位。这种现象为曲轴扭震。为了减小曲轴滚震及扭震的影响，当前发动机曲轴匹配了飞轮和圆形的曲轴减震器(TORSIONVIBRATIONDAMPER)。在此类曲轴减震器内部存在橡胶阻尼环，能够避免曲轴产生共振以及吸收部分扭震能量。图1-4为当前常见结构曲轴减震器(图1、2表示内圈与曲轴连接的曲轴减震器，图3、4表示外圈与曲轴连接的曲轴减震器)，外形为圆形，节圆上的点到旋转中心的距离是恒定的，即半径不是变化的。但是，现有的曲轴减震器仍然不能完全消除曲轴扭震和曲轴滚震的影响，使得曲轴减震器依然会存在不均匀旋转，导致其驱动的附件皮带产生张力波动。较大的皮带张力波动不仅会使皮带打滑，磨损加剧，产生噪音，而且会对其他附件产生冲击，特别是转动惯量较大的发电机和空调压缩机等零部件。图5为现有的直列4缸发动机曲轴减震器在不同转速下的一个工作周期内的转速波动。从图5中可以看出，发动机720度工作周期内，发动机转速波动出现4个峰值区(这一周期内发动机点火4次)；在发动机低速时，转速波动幅度较大，随着发动机转速的提高，转速波动幅度逐渐减小。
技术实现思路
本专利技术提供一种变化半径的曲轴减震器(VARIABLERADIUS-TORSIONVIBRATIONDAMPER，简称VR-TVD)，以减小曲轴滚震及扭震现象对前端附件皮带张力的影响，从而延长皮带的使用寿命。本专利技术的曲轴减震器包括：外圈和内圈，所述外圈整体呈非正圆形。另外，本专利技术的曲轴减震器的外圈整体形状为近似椭圆形。或者，本专利技术的曲轴减震器的外圈整体形状为近似正多边形，例如：三角形、四边形、五边形等。另外，本专利技术的曲轴减震器中，内圈和外圈之间设有橡胶阻尼环。另外，本专利技术的曲轴减震器中，外圈与内圈通过橡胶阻尼环连接，内圈与曲轴连接。或者，本专利技术的曲轴减震器中，外圈与内圈通过橡胶阻尼环连接，外圈与曲轴连接。根据上述结构，由于在降低发动机附件皮带张力波动时折中考虑了低速和高速工况，使外圈整体形成非传统的正圆形，因此可将皮带张力波动较大的工况尽可能地移到发动机工作转速外或不常用的极高速区，减少对附件皮带的影响，使得在常用工况转速内皮带张力波动下降，提高皮带寿命，从而延长了皮带的更换周期，节约了资源。由于使用本专利技术的曲轴减震器，使得皮带的张力波动下降，附件皮带设计可以变窄，既节约了资源，又能够缩短发动机轴向长度，有利于发动机的紧缩化，便于发动机在整车上的设计布置。由于使用本专利技术的曲轴减震器，使得皮带的张力波动下降，可以避免对转动惯量较大的附件造成冲击(如发电机和空调压缩机)，从一定程度上可以避免使用OAP皮带轮或OAD皮带轮等成本较高的减震零件，从而降低发动机成本。附图说明图1是表示现有技术的一种曲轴减震器的俯视图。图2是表示现有技术的一种曲轴减震器的内部结构的剖视图。图3是表示现有技术的另一种曲轴减震器的俯视图。图4是表示现有技术的另一种曲轴减震器的内部结构的剖视图。图5是表示现有的直列4缸发动机曲轴减震器在不同转速下一个工作周期内的转速波动情况的示意图。图6是将使用本专利技术的曲轴减震器前后的皮带张力波动情况进行对比的示意图。图7是表示本专利技术的曲轴减震器的俯视图。图8是表示本专利技术的曲轴减震器的内部结构的剖视图。图9是表示本专利技术实施方式1的曲轴减震器的俯视图。图10是表示本专利技术实施方式1的曲轴减震器的内部结构的剖视图。图11是表示本专利技术实施方式2的曲轴减震器的俯视图。图12是表示本专利技术实施方式2的曲轴减震器的内部结构的剖视图。图13是表示本专利技术实施方式3的曲轴减震器的俯视图。图14是表示本专利技术实施方式3的曲轴减震器的内部结构的剖视图。图15是表示本专利技术实施方式4的曲轴减震器的俯视图。图16是表示本专利技术实施方式4的曲轴减震器的内部结构的剖视图。图17是表示本专利技术实施方式5的曲轴减震器的俯视图。图18是表示本专利技术实施方式5的曲轴减震器的内部结构的剖视图。图19是表示本专利技术实施方式6的曲轴减震器的俯视图。图20是表示本专利技术实施方式6的曲轴减震器的内部结构的剖视图。具体实施方式以下对本实施方式的具体实施方式作详细说明。以下实施方式仅仅是本实施方式技术方案的一例，不应被解释为对本实施方式保护范围的限定。为了减小曲轴滚震及扭震的影响，发动机曲轴上都安装有曲轴减震器。针对曲轴减震器的改善，本专利技术考虑了以下几个问题：1)如图5所示，发动机在低速和高速时曲轴角速度波动幅度是不一样的，而对于一款发动机只能匹配一个曲轴减震器。因此，可以通过在降低发动机附件皮带张力波动时折中考虑低速和高速工况，以尽可能地将皮带张力波动较大的工况移到发动机工作转速外或不常用的极高速区，减少对附件皮带的影响。2)曲轴减震器的旋转工作周期是360度，发动机工作周期是720度，确认发动机曲轴前端前360度和后360度内角速度波动规律相同或相近(否则需要拟合曲线，使前360度和后360度内角速度波动规律相同)。3)本专利技术的曲轴减震器在0°相位的半径是根据曲轴前端在该相位瞬时角速度计算出的，该相位与附件皮带的切入点的存在β角度的相位差，因此，设计曲轴减震器时，可使曲轴减震器的0°相位与皮带切入点P的相位重合，从而使曲轴减震器和曲轴之间采用定位键来固定两者相位的关系。如图7、8所示，本专利技术曲轴减震器由外圈1和内圈2组成(在无橡胶阻尼环的情况下，内外圈可以为一体；在有橡胶阻尼环3的情况下，橡胶阻尼环3设置于外圈1和内圈2之间)。外圈1的皮带轮其有效节圆不是常规减震器的正形，而是近似椭圆形或近似正多边形(可根据发动机气缸数而定，例如4缸机为近似椭圆，6缸机为近似正三角形)，其节圆上的点到旋转中心的距离随发动机角速度有规律的波动而变化。在某一平均转速下，曲轴减震器的外圈皮带轮节圆上的点到旋转中心的距离可以由以下公式确定：Ran＝ω0nR0/ωan(a发动机曲轴相位，范围0～720°，n发动机转速)Ran转速为n，曲轴相位为a时，曲轴减震器的外圈节圆上的点到旋转中心的距离；ω0n转速为n时的平均角速度，可以根据发动机平均转速n，依据ω0n＝2πn/60算出(n发动机转速，单位：转/分)；R0圆形曲轴减震器的外圈有效节圆的半径；ωan转速为n时，相位为a时的本专利技术的曲轴减震器的外圈的角速度。图6是将使用本专利技术的曲轴减震器前后的皮带张力波动情况进行对比的示意图，表示了某直列4缸机采用本专利技术的曲轴减震器后，理论计算的皮带张力波动情况。很明显，在4500rpm以内皮带张力波动下降，从850rpm～4500rpm之间，皮带张力波动下降幅度为9％～100％，其中1000rpm时的峰值点皮带张力波动幅度下降了24％，3000rpm时的皮带张力没有波动，在4500rpm以上，张力波动有少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲轴减震器，其特征在于，包括：外圈和内圈，所述外圈整体呈非正圆形。

【技术特征摘要】
1.一种曲轴减震器，其特征在于，包括：外圈和内圈，所述外圈整体呈非正圆形;所述外圈的节圆上的点至所述曲轴的旋转中心的距离为Ran=ω0nR0/ωan；其中，Ran为转速为n且曲轴相位为a时的所述外圈的节圆上的点至所述曲轴的旋转中心的距离，ω0n为转速为n时的平均角速度，R0为曲轴减振器外圈的有效节圆的半径，ωan为转速为n时且曲轴相位为a时的曲轴减振器外圈的角速度。2.如权利要求1所述的曲轴减震器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王京堂，平银生，郑重，郑志强，张小虎，姜耀全，薛理心，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31