减少回转质量的减振器装置
专利汇可以提供减少回转质量的减振器装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 包括了一种 减振器 装置,这种类型的减振器装置包括一 轮毂 (14),一惯性环(16)和一位于轮毂和惯性环之间的弹性 衬垫 (18)。该减振器装置适合于安装到一 发动机 的轴(20)上。该减振器装置包括一用于从发动机的轴(20)输送传动 力 的皮带轮(144),其中所述皮带轮被安装在轮毂上,位于所述轮毂(14)和所述惯性环(16)的面对发动机的一侧。，下面是减少回转质量的减振器装置专利的具体信息内容。
1.一种减少回转质量的减振器装置，该装置包括：一能够安装 到一发动机的一轴上的主动级部分；通过一弹性减振装置与所述主动 级部分相连的一第二级部分；以及一安装到所述主动级部分上的一皮 带轮，所述皮带轮由一安装部分安装到所述主动级部分上，位于所述 主动级部分和所述第二级部分的在使用中面对所述发动机的一侧，并 且一附带的功率输出(PTO)装置直接连接到所述主动级部分的一 外端侧面上。
2.如权利要求1所述的减振器装置，其特征在于所述皮带轮被 安装到所述主动级部分的在使用中离所述发动机最近的一侧。
3.如权利要求1或2所述的减振器装置，其特征在于所述主动 级部分通过一刚性连接直接牢固地与一发动机驱动装置相连。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述第二级部分在径向方向上相对于所述主动级部分配置。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述第二级部分在径向方向上的位置延伸超过所述皮带轮的内部边 缘。
6.如权利要求5所述的减振器装置，其特征在于所述第二级部 分在由所述皮带轮布置所产生的空白空间内充分延伸。
7.如上述的任一项权利要求所述的减振器装置，其特征在于所 述减振装置包括一弹性材料的衬垫。
8.如权利要求7所述的减振器装置，其特征在于所述减振装置 的衬垫可以通过粘结或橡胶硬化作用安装到所述主动级部分上。
9.如权利要求8所述的减振器装置，其特征在于所述减振装置 的衬垫也可以通过粘结或橡胶硬化作用安装到所述第二级部分上。
10.如权利要求7所述的减振器装置，其特征在于所述主动级部 分、减振装置衬垫和第二级部分通过压装组合在一起。
11.如权利要求7至10中的任一项所述的减振器装置，其特征 在于所述减振装置衬垫可以是一具有一沿径向向内的V字形部分的 圆柱形式。
12.如上述的权利要求中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述皮带轮的安装部分沿径向向外延伸并包括能将其安装到所述主 动级部分的侧面上的装置。
13.如上述的权利要求中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述皮带轮具有一相对于所述安装部分沿轴向延伸的带接触部分。
14.如权利要求11所述的减振器装置，其特征在于所述皮带轮 的带接触部分在使用中沿轴向向离开发动机的方向延伸。
15.如上述的权利要求中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述皮带轮由金属板经挤压或旋压制成。
16.如权利要求15所述的减振器装置，其特征在于所述皮带轮 制成具有一连接带接触部分和安装部分的大体为S形的部分。
17.如权利要求13至16中的任一项所述的减振器装置，其特征 在于所述主动级部分和所述第二级部分位于一由所述皮带轮的带接触 部分和安装部分形成的一杯形件内。
18.如权利要求17所述的减振器装置，其特征在于所述由带接 触部分和安装部分形成的皮带轮的杯形件具有一较浅的轴向深度。
19.如上述的权利要求中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述主动级部分具有一轮毂，所述第二级部分具有一惯性环。
20.如上述的权利要求中的任一项所述的减振器装置，其特征在 于所述主动级部分在其向外的端面内具有一轴向延伸的凹槽，以降低 所述主动级部分的惯性质量。
21.一种具有一上述的权利要求中的任一项所述的减振器装置的 发动机。
22.如权利要求21所述的发动机，其特征在于所述发动机是一 内燃机。
23.如权利要求21或22所述的发动机，其特征在于所述皮带轮 被安装到所述主动级部分的一侧上，该主动级部分的一侧在使用中离 所述发动机最近，并且所述主动级部分通过一刚性连接直接固定地与 一发动机驱动装置相连。
24.如权利要求23所述的发动机，其特征在于所述发动机传动 装置是一曲轴。
25.以上的参照附图中的图3和4所描述的一种减振器装置。
26.以上的参照附图中的图3和4所描述的一种发动机。
27.以上的参照附图中的图3和4所描述的一种内燃机。
本发明涉及一种减少回转质量的减振器装置，特别是涉及一种用 于安装到内燃机曲轴上的扭振减振器装置。
当一具有传统的直列或V形缸体结构的内燃机运行时，在每一个 燃烧循环过程中，其曲轴要承受幅度不断变化的往复运动作用力和转 动力的作用。这些力的变化引起曲轴运动速度的很小的相应的振荡变 化，这通常由位于曲轴的一端上的较重的飞轮或转矩变换器组件来平 衡。然而，飞轮不能减弱曲轴的扭振，该扭振必需要由其它的装置来 处理。
已知的一种扭振减振方式是在曲轴的一端(以下称为“前端”) 提供一质量块，该端与飞轮端相对，该质量块与所述曲轴弹性或粘性 连接并与其一同转动。一种已知结构的用于安装到一曲轴的前端上的 减振器装置具有一惯性质量较低的轮毂，该轮毂带有一同轴的惯性质 量较高的“惯性环”，该惯性环由一弹性材料弹性地连接到其上，这 些部件或是粘结在一起或是压装到一起，以形成一组件。一种替换结 构包括一粘性减振器装置，其中在一壳体内具有一惯性环，并且该惯 性环与具有预定粘性系数的流体相接触。这样结构的减振器装置与弹 性安装的惯性环类型的减振器装置相比，通常是很贵的而且很容易损 坏。
上述的两种结构形式的减振器都可以连接到位于曲轴一轮毂的前 端上，而且该轮毂还可以携带一(皮带)轮。将一减振器轮毂和一皮 带轮安装到一曲轴的前端上导致发动机长度的增加，这会影响到装备 有发动机的机器/汽车的发动机的安装。为了减少发动机长度的增 加，降低成本，现有技术中采用一种金属/弹性材料/金属减振器的惯 性环，该惯性环位于其外部圆周表面上形成有V形槽。
对于中等功率的发动机来说，调整减振器装置惯性环的外表面做 为皮带轮是很适用的，但对于大功率的发动机来说，惯性环将承受的 大幅度的速度变化会导致带被快速地拉紧/松开(‘带拍击’)，这 会引起带翻转或脱落。
因为或是要求需要更大的功率输出而保持发动机的壳体尺寸不增 加，或是需要较小的发动机而又不能使其功率输出下降，所以发动机 功率和发动机尺寸的比率是逐渐增加的。因而，将带驱动装置与减振 器装置惯性环相脱离将变得非常重要。
可以将问题归结为需要一紧凑而经济的制造装置，在发动机曲轴 的前端安装一与一皮带轮相联的金属/橡胶/金属减振器装置，而不会 对减振器装置或皮带轮的性能产生不良影响。虽然这对于实现本发明 目的不是重要，但其解决方案最好能够利用压装的方法组装金属/弹 性材料/金属减振器，而不采用粘结，以便于制造方便。
解决方案不能对任何辅助的功率输出(PTO)装置比如来自曲 轴的前端的轴向传动装置的完整性产生不良的影响。这种类型的 PTO驱动装置可以实现最大的发动机功率输出比例，因此希望通过 一刚性连接直接与曲轴相连得到传动装置。
本发明的一个目的是提供一包含有一(皮带)轮和一曲轴扭振减 振器装置的、在轴向和径向都很紧凑的装置。
本发明的另一个目的是提供一紧凑的组合皮带轮/减振器装置，其 中(皮带)传动装置与减振器装置的惯性环相脱离。
本发明的再一个目的是提供一紧凑的皮带轮/减振器装置，可以通 过它从一直接连接到一曲轴上的刚性连接获得一轴向的功率输出 (PTO)传动装置。
本发明还有一目的是提供一紧凑的皮带轮/减振器装置，该装置具 有一个皮带轮，它可以由金属板制成，而且在一带接触部分和一安装 部分的交点部分不会承受会导致故障的疲劳应力。
本发明再有一目的是提供一紧凑的皮带轮/减振器装置，其中皮带 轮的带接触部分在轴向上靠近一相连的发动机。
本发明还有一个目的是提供一经济的方法以制造皮带轮/减振器装 置，该装置将适用于大功率的发动机而不会对辅助传动带的完整性产 生不良影响。
根据本发明的第一方面，提供了减少回转质量的减振器装置，该 装置包括：一能够安装到一发动机的一轴上的主动级部分；通过一弹 性减振装置与所述主动级部分相连的一第二级部分；以及一安装到所 述主动级部分上的皮带轮，所述皮带轮由一安装部分安装到所述主动 级部分上，位于所述主动级部分和所述第二级部分的在使用中面对所 述发动机的一侧。
所述皮带轮最好安装到所述主动级部分的在使用中离所述发动机 最近的一侧。
而且所述主动级部分最好包括一轮毂，所述第二级部分包括一惯 性环。
第二级部分在径向方向上相对于主动级部分配置。最好，第二级 部分在径向方向上的位置延伸超过皮带轮的内部边缘以提供额外的惯 量。第二级部分通过在由皮带轮布置所产生的空白空间内充分延伸而 能够充分利用皮带轮布置内的直径方向上的空间，进而提供一特别紧 凑的皮带轮/减振器装置。
减振装置可包括一弹性材料的衬垫。
减振装置的衬垫可以通过粘结或橡胶硬化作用安装到主动级部分 上。
减振装置的衬垫还可以通过粘结或橡胶硬化作用安装到第二级部 分上。
或者，主动级部分、减振装置衬垫和第二级部分可以通过压装组 合在一起。
减振装置衬垫可以是一具有一沿径向向内的V字形部分的圆柱形 式。
皮带轮的安装部分可以沿径向向外延伸并可包括能将其用螺栓紧 固到主动级部分的侧面上的装置。
皮带轮可具有一相对于安装部分轴向延伸的带接触部分。
皮带轮的带接触部分在使用中沿轴向向离开发动机的方向延伸。
皮带轮最好由金属板经挤压或旋压形成。
最好，皮带轮制成具有一连接带接触部分和安装部分的大体为S 形的部分。
主动级部分和第二级部分最好还位于一由皮带轮的带接触部分和 安装部分形成的一杯形件内。
由带接触部分和安装部分形成的皮带轮的杯形件最好有一较浅的 轴向深度。
一附带的功率输出(PTO)装置可以直接连接到主动级部分的 一外部端面上。而后主动级部分通过一直接相连的刚性连接牢固地与 一发动机驱动装置一般是一曲轴相连。功率输出装置是一取自曲轴前 端的轴向传动装置。
主动级部分在其向外的端面内具有一轴向延伸的凹槽，以降低所 述主动级部分的惯性质量。
根据本发明的第二方面，提供一具有一以上的各段落所述的减振 器装置的内燃机。
下面的参照附图以示例性方式对本发明的最佳实施例的描述将更 有助于理解本发明的上述特性和其它特性，附图包括：
图1是一常用皮带轮/减振器装置的立体图，其中一金属/弹性材 料/金属扭振减振器装置与带驱动装置制成一体；
图2是图1所示装置的一剖视图；
图3是本发明装置的一立体图，该装置包括一扭振减振器装置， 该减振器装置与一带驱动皮带轮组成一紧凑的组件，但所述带驱动皮 带轮基本上与该减振器装置的惯性环相脱离；以及
图4是图3所示装置的一剖视图。
本发明中所说的术语“发动机”是指任何具有一承受曲往复运动 的和转动的质量块的运动引起的振荡运动变化的转动轴的装置，其中 往复运动的和转动的质量块包括该装置的部件。
参见附图，图1和2示出了一种已知的装置10，其中一减振器装 置12包括一金属轮毂14，一金属惯性环16和一弹性衬垫18，这些 部件被压装在一起，制成一整体部件，而后再将其安装到曲轴20 上。轮毂14紧靠在一齿轮22上，而该齿轮22又顶靠在曲轴上的一 凸肩24上。半圆键25又进一步固定轮毂14和齿轮22，使其相对于 曲轴不能径向移动。
在图1和2所示的例子中，减振器装置12被一两半的锥形环26 牢固地夹持到曲轴20上，该两半的锥形环26在轴向上位于一垫圈 28和止推座30之间。止推座30由螺栓32向曲轴方向拉，使得锥形 环26在直径方向上受挤胀大，进而提供所需的轴向和径向夹持力。 一O形圈34安装到止推座30上以防止润滑油泄漏。
可以在轮毂14的前表面38设有钻孔36，用于连接一功率输出 (PTO)装置(未示出)。该PTO端面38通常是一SAE(美国 汽车工程师学会)结构以方便一SAE标准适配器(未示出)的安 装。运行中，可能需要一PTO装置传送一发动机的满负荷输出，因 此在曲轴和PTO端面之间提供一质量良好的动力传送装置是很重要 的。在现有装置中由坚固的轮毂14和其与曲轴20的刚性连接来保证 这一点。
在该现有装置中，可以看出所提供的带传动装置40是惯性环16 的外部圆周表面整体的一部分。这样的布置有助于使容纳一皮带轮/ 减振器/PTO装置所需的空间最小化，但是对于一大功率的发动机， 这会导致辅助传动带(未示出)翻转或从传动装置40上脱落，因为 惯性环16所承受的严重的速度变化引起带在其运行的交替侧面快速 拉紧和放松。这种现象有时被称作“带拍击(belt-slap)”。
图3和4示出了本发明的装置100。为了提供一坚固的刚性的 PTO传送装置，可以用与现有技术相同的方式将与现有装置10的轮 毂14具有相似结构的轮毂114安装到曲轴120上。本发明装置中与 图1和2所示的装置中相同的部分将用其相应的数字标号在其前面加 “1”来表示。轮毂114，一惯性环116和一弹性衬垫118可以再 次压装在一起，作为一整体部件，而后安装到曲轴120上。然而，本 发明装置的轮毂114在其轴向向外的端面138内设有一凹槽142， 用以降低轮毂114的惯性质量。因此，轮毂114所需的扭振减振量降 低了。
在本发明中，惯性环116不携带一整体的带驱动装置，而是做成 至少部分与(最好是)旋压成形或挤压的皮带轮144的内部杯形件相 配合的形状。可以看出，皮带轮114基本上是与减振器装置112的惯 性环116相脱离的，因而将不会将由惯性环116感受到的严重的速度 变化传送到这些带(未示出)上。
由金属板经旋压成形的皮带轮带来的好处是，与条棒车削或铸造 的皮带轮相比，惯性质量下降且结构紧凑。在给定的实施例中，旋压 成形皮带轮144的安装部分146的薄度使其能够由螺钉148安装到 轮毂114的后端面150上，并保证发动机的轴向长度的增加为最小， 而且在该位置上，它也不会对PTO装置连接到轮毂114的前端面 138上产生任何不良影响。
安装一旋压成形皮带轮的另一优势为，所述皮带轮的杯形件的深 度相对于曲轴120相当浅，使得惯性环116的一部分116′可以向 外和沿径向延伸，以得到由计算所确定的所需的惯性质量。在图3和 4中，所示出的惯性环116的外径近似等于皮带轮144的外径，但这 决不是对本发明的限定。例如，可能需要降低惯性环116在轴向向外 方向上的延伸量，做为补偿，要增加其直径。
最好，惯性环116的轴向向外的延伸量与轮毂114和衬垫118的 相应的延伸量相匹配。此向外延伸量的最大化将有助于大量的热量的 散发，这些大量的热量是由使用中的弹性衬垫118的弯曲所产生的。
可以看出，弹性衬垫118具有横断面略微呈V字形的部分152， 这样做的目的是在使用中将惯性环116正确地定位于并保持在轮毂 114上。从图1和2中可以看出，衬垫18的V字形的尖点面对惯性 环16，这是通常的结构形式。在本发明中，V字形的尖点面对轮毂 114以增加惯性环116的惯性质量，这种替换的结构形式具有优势。
众所周知，在使用中当皮带轮转动时由交替出现的带负荷所引起 的疲劳会导致薄壁皮带轮144产生故障。皮带轮144的带接触部分 154的悬空更加重了该疲劳，该疲劳断裂通常出现在带接触部分154 和安装部分146之间的交点部分156。
在本发明中，将交点部分156制成S形状以抵抗在使用中由带 (未示出)产生的扭转力矩，这样就降低了或排除了产生疲劳的可 能。而且，通过使带接触部分154的悬空最小化，使得与大悬空情况 下所产生的扭转力矩相比，产生的扭转力矩减小。
本发明的薄壁皮带轮144的小的悬空和S形状的交点部分156的 组合使得本发明皮带轮具有特别的优点，因为它通过排除了在交点部 分需要进一步增强皮带轮，而为惯性环116和皮带轮紧固螺栓148提 供了最大的间隔。
一PTO驱动装置(未示出)可以用与图1和2所示的已知装置 相同的方式直接安装到本发明装置100的减振器轮毂114的外端面 138上。与其它的其PTO功率输送水平由间接的和非直接的输送装 置限制传送的现有装置(未示出)相比，这是一很重要的优点。
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