CN106321726A - 飞轮装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种飞轮装置，该飞轮装置包括位于驱动侧的第一组件以及位于从动侧的第二组件，所述第一组件和第二组件通过滑动摩擦提供静态阻尼，所述第一组件和/或第二组件采用以下至少一种方式以降低静态阻尼：摩擦面涂覆涂层；或，采用包含树脂的材质制成。本申请飞轮装置可以在怠速工况下，实现驱动侧第一组件和从动侧第二组件可以相对彼此产生小角度转动，从而消耗掉部分能量，达到降低扭振、提高减振效果的功能。
Description
技术领域
本申请涉及一种机动车驱动系装置，尤其是一种飞轮装置。
背景技术
为了降低发动机旋转的不均衡性而造成传动系的扭转振动，早期在离合器中采用扭转减振器来达到减振目的。但一方面，该扭转减振器无法将整个动力传递***的固有频率降低到发动机怠速以下，因此在整个发动机运行过程中仍然存在着共振现象；另一方面由于受到扭转减振器弹簧安装半径限制和传递扭矩需要，在实际设计中很难通过降低弹簧刚度来减少扭振，因此在发动机实用转速范围(1000-2000r/min)之间，难以通过降低减振弹簧刚度来得到更大的减振效果。
双质量飞轮(Double Mass Flywheel，简称DMFW)，是20世纪80年代末在汽车动力传动系中应用的新型结构，可较为有效地隔离发动机曲轴的扭振，有利于改善汽车的使用性能。
现有的双质量飞轮包括发动机一侧的第一质量和放置在传动系变速器一侧的第二质量，第一质量用于起动和传递发动机的转动扭矩，第二质量用于提高变速器的转动惯量。两部分质量之间有一个环型的油腔，在油腔内装有弹簧减振器，由弹簧减振器将两部分质量连接为一个整体。其中的第二质量能在不增加飞轮的惯性矩的前提下提高传动系的惯性矩，降低共振转速，使得共振转速在发动机允许的驾驶转速范围之外。但在发动机怠速工况下，弹簧减振器通常尚未发挥减振作用，此时的减振效果仍需进一步改善。
发明内容
本申请要解决的技术问题是机动车飞轮装置在怠速工况下隔振较差的问题。
为解决上述问题，本申请提供一种飞轮装置，该飞轮装置包括位于驱动侧的第一组件以及位于从动侧的第二组件，所述第一组件和第二组件通过滑动摩擦提供静态阻尼，所述第一组件和/或第二组件采用以下至少一种方式以降低静态阻尼：摩擦面涂覆涂层；或，采用包含树脂的材质制成。
可选地，所述第一组件为与所述驱动侧的第一质量抗扭连接的盖板，所述第二组件为与所述从动侧的法兰抗扭连接的膜片弹簧。
又可选地，所述第一组件为与所述驱动侧的盖板抗扭连接的膜片弹簧，所述第二组件为从动侧的法兰。
较佳地，所述第一组件为通过盖板与所述驱动侧的第一质量抗扭连接的介质环，所述第二组件为与所述从动侧法兰连接的膜片弹簧。
优选地，所述第一组件为所述驱动侧的盖板，所述第二组件为通过膜片弹簧与所述从动侧的法兰抗扭连接的介质环。
可选地，所述介质环利用定位凸起和/或定位卡扣实现抗扭连接。
进一步地，所述涂层包括以下至少一种自润滑树脂：聚醚醚酮树脂，聚四氟乙烯树脂或四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂。
可选地，所述材质包括以下至少一种自润滑树脂：聚醚醚酮树脂，聚四氟乙烯树脂或四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂。
具体地，所述飞轮装置还包括减振器。
优选地，所述减振器为弹簧减振器。
较佳地，所述飞轮装置还包括位于所述驱动侧的第一质量和位于所述从动侧的第二质量。
本申请飞轮装置中的位于驱动侧的第一组件和位于从动侧的第二组件通过滑动摩擦提供静态阻尼，并采用摩擦面涂覆涂层或采用包含树脂的材质制成的方式降低静态阻尼，从而可以在怠速工况下，减振器尚未被施压并发挥减振作用时，实现驱动侧第一组件和从动侧第二组件可以相对彼此产生小角度转动，从而消耗掉部分能量，达到降低扭振、提高减振效果的功能。
附图说明
图1为本申请实施例一的飞轮装置的剖面结构示意图；
图2为本申请实施例一中盖板的立体结构示意图；
图3为本申请实施例一中膜片弹簧的立体结构示意图；
图4为本申请实施例二的飞轮装置的剖面结构示意图；
图5为本申请实施例二中的介质环的立体结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本申请实施例一的飞轮装置100如图1所示，包括第一质量11、减振器12、第二质量13、法兰14、盖板15以及膜片弹簧16，其中，该第一质量11与机动车的内燃机的曲轴(图未示)抗扭地连接，二者之间可以借助螺栓连接或其他形式如啮合实现抗扭连接。第一质量11和第二质量13机械耦合，减振器12设置在第一质量11和第二质量13之间，该减振器12可以消除曲轴的转动不均匀性，实现减振的效果。
本申请中飞轮装置100的减振器12采用弧形弹簧实现，优选地，该减振器12包括第一弧形弹簧121以及设在第一弧形弹簧121内部的第二弧形弹簧122，第二弧形弹簧122作为附加的减振件。在优选的实施方式中，减振器12设置两个这样构造的单个第一弧形弹簧121或两个包括第一弧形弹簧121和套设在第一弧形弹簧121内部的第二弧形弹簧122的弧形弹簧组件。
法兰14与第二质量13抗扭地连接，优选地，采用铆接或螺栓连接方式。第一弧形弹簧121在周向上延伸，在初始位置时，该第一弧形弹簧121周向上的两端与第一质量11的轴向突出部(图未示出)以及法兰14的径向突出部(图未示出)机械耦合或基本机械耦合，运行过程中，法兰14的摆动可以传递到减振器12的弧形弹簧，从而驱动减振器12的弧形弹簧发生变形，将扭矩从驱动侧的第一质量11传递到从动侧的第二质量13。
盖板15与第一质量11在轴向上相对设置，二者之间形成减振器12的容纳空间，如图2所示，该盖板15呈环盘状结构，一般通过冲压工艺成型，其包括沿径向由内而外依次排布的内缘环151、配合部152以及外缘环153，该外缘环153与第一质量11抗扭转的连接，优选地可采用焊接的方式实现连接，配合部152包括两段用于容纳减振器12的弧形凹槽1521以及用于止挡减振器12的弧形弹簧121、122的端部的凸起1522，最终在第一质量11和盖板15之间形成环形腔，该环形腔可以通过填充液压油的方式减小减振器12与第一质量11以及盖板15之间的阻尼，提高减振效果。
如图1所示，膜片弹簧16在轴向上位于法兰14和盖板15之间，并抗扭转地连接在法兰14临近盖板15的一侧，比如可以通过铆接实现。通过法兰14与第二质量13之间的连接以及法兰14与膜片弹簧16的连接，膜片弹簧16与盖板15之间产生贴靠关系。如图3所示，该膜片弹簧16整体呈环状，包括位于径向内部的连接部161以及位于径向外部的抵靠部162，该连接部161上设有用于与法兰14连接的连接孔，如图1所示，该抵靠部162与盖板15的内缘环151贴靠。
现有技术中，在怠速工况下，减振器12尚未发挥减振作用，膜片弹簧16与盖板15之间静态阻尼较大，以致于第一质量11与第二质量13之间形成基本刚性的连接，驱动侧和从动侧无隔振，一般地，膜片弹簧16和盖板15均采用金属材质制成，在现有制造工艺下，很难将二者之间的静态阻尼控制在较小范围内，且难以实现良好的稳定性。为了改善怠速工况下飞轮装置的减振问题，本申请中，盖板15和/或膜片弹簧16的相对接触面涂覆涂层，该涂层用于减小二者之间的静态阻尼，采用本申请技术方案后，在怠速工况下，一般地，减振器12尚未被施压，未发挥减振作用，因驱动侧的第一质量11与从动侧的第二质量13之间的较小的静态阻尼，二者可以相对彼此产生小角度转动，从而消耗掉部分能量，达到降低扭振、提高减振效果的功能。
需要注意的是，当盖板15和膜片弹簧16之间的阻尼过小时，在车辆启动和熄火的过程中，第二质量13的摆动加速度会变大，进而产生敲击噪声。因此，在实际应用时，需要结合具体的飞轮装置和应用环境选用合适的涂层材料，从而在改善怠速工况下减振效果的情况下，合理控制发动起启动和熄火时的振动。
该合理大小的静态阻尼可以通过仅在盖板15的、与膜片弹簧16接触的部分涂覆涂层，或者仅在膜片弹簧16的、与盖板15接触的部分涂覆涂层，又或者在盖板15以及膜片弹簧16的相对接触面都涂覆涂层。
根据不同的飞轮装置应用需求，可以选择不同的涂层材料来控制飞轮装置的静态阻尼。涂层的应用使得静态阻尼值很容易降低并且保持稳定。与此同时，增强了接触面的耐磨性能。
一般地，涂层可通过添加至少一种自润滑树脂来实现，自润滑树脂可以是聚醚醚酮(PEEK)树脂，聚四氟乙烯(PTFE)树脂或四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)树脂，这三种树脂自身的摩擦系数都比较低，和PTFE材料相比，PEEK的硬度和压力速度(PV)值更高。优选地，可采用以下涂层配方：配方固体含量为36.7％，其余为各种溶剂。固体中PEEK约占70％，PTFE约占20％，PFA约占10％。
实施例二
如图4所示，本申请实施例二的飞轮装置200包括第一质量21、减振器22、第二质量23、法兰24、盖板25以及膜片弹簧26，与实施例一相比，其区别在于，该飞轮装置200还包括介质环27，该介质环27置于膜片弹簧26与盖板25之间，如图5所示，该介质环27呈环状，采用包含树脂的材质制成，所述材质可以包括以下至少一种自润滑树脂：聚醚醚酮树脂，聚四氟乙烯树脂或四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂，优选地采用上文中的涂层配方注塑成型。该介质环27采用连接结构与盖板25抗扭转地连接，具体地，该实施例中，介质环27在面向盖板25的一侧设有沿周向交替排布的定位凸起271和定位卡扣272，相应地，盖板25上具有与上述定位凸起271以及定位卡扣272配合的通孔或盲孔(未示出)，以实现二者之间的抗扭连接，介质环27面向膜片弹簧26的一侧与膜片弹簧26抵触贴靠。
该介质环27与膜片弹簧26之间的静态阻力因介质环27本身材质的原因相对于现有技术中直接接触的盖板与膜片弹簧之间的静态阻力有所减小，从而可以减小了怠速工况下的扭振，提高了驾驶者的舒适感，优化静态车况隔振效果。
相较于实施例一，因介质环27本身采用表面摩擦阻尼较小的塑料材质，如聚醚醚酮(PEEK)塑胶材料，其耐磨性高于涂覆在法兰14和/或膜片弹簧16上的涂层，因此可以在飞轮装置200产品生命周期内达到更稳定的摩擦性能及更长的使用寿命。
当然，可变换地，该实施例二中，如果介质环27本身采用的材质未能将阻尼减小到合理的范围，也可以同时在盖板25与介质环27抵触摩擦的区域涂覆用于降低阻尼的涂层。
实施例一中，在怠速工况下，相互间产生静态阻尼的两个组件分别是与驱动侧的第一质量11抗扭连接的盖板15以及与从动侧的法兰14抗扭连接的膜片弹簧16；实施例二中，在怠速工况下，相互间产生静态阻尼的两个组件分别是与驱动侧的第一质量21及盖板25抗扭连接的介质环27以及与从动侧的法兰24抗扭连接的膜片弹簧26。
另外，可理解地，在实施例一技术方案基础上可以通过改变与膜片弹簧16抗扭连接的组件以在不同的组件间产生静态阻尼，例如，膜片弹簧16与盖板15抗扭连接，膜片弹簧16与法兰14的相对面抵靠摩擦，则在可以产生静态阻尼的膜片弹簧16和/或法兰14的抵靠区域涂覆涂层，以降低怠速工况下的扭振，提高减振效果。
在实施例二技术方案基础上也可以通过改变各组件之间的抗扭连接关系以在不同的组件间产生静态阻尼，如介质环27通过膜片弹簧26与盖板25以及第一质量21抗扭连接，介质环27与法兰24的相对对面抵靠摩擦，依据具体情况，在介质环27采用塑料材质制成的情况下，确定法兰24与介质环27抵靠摩擦的表面区域是否涂覆涂层，又或者膜片弹簧26和盖板25分别与一个介质环抗扭连接，在两个介质环之间产生抵靠摩擦，以提供较小的静态阻尼，降低怠速工况下的扭振，提高减振效果。
可理解地，本申请技术方案也可适用于从动侧无第二质量的飞轮装置中，法兰与从动侧连接，基于本申请的技术方案，只要处于从动侧的组件与处于驱动侧的组件之间的滑动摩擦面采用减小阻尼的方式，即可有效降低怠速工况下的扭振问题。
现有飞轮装置的盖板与膜片弹簧件的摩擦力矩较大，且存在不稳定的情况，通常摩擦系数在0.1-0.27之间，因此飞轮装置的静态阻尼通常很难降低并且稳定控制。为了验证本申请技术方案的有效性，申请人进行了一组实验，该组实验中，采用质量块施压的方式对膜片弹簧和盖板涂覆涂层前后的摩擦力矩进行了5次测量，涂覆涂层前，5次测量的摩擦力矩平均值分别为：3.50、3.27、3.16、3.17和3.20，而仅在盖板上涂覆涂层后，摩擦力矩降低为2.03，仅在膜片弹簧上涂覆涂层则摩擦力矩降低为1.54，当在膜片弹簧以及盖板上均涂覆涂层后，两者之间的摩擦力矩降低为1.18，采用介质环后，三次测量的摩擦力矩分别为1.57、1.54、1.55。
根据上述实验测量结果可以证明，在提供静态阻尼的两者之间的接触面上涂覆涂层，可以有效降低两者之间的摩擦力矩，即减小静态阻尼。
相较于现有技术，本申请飞轮装置中的位于驱动侧的第一组件和位于从动侧的第二组件通过滑动摩擦提供静态阻尼，并采用摩擦面涂覆涂层或采用包含树脂的材质制成的方式以降低静态阻尼，从而可以在怠速工况下，减振器尚未被施压并发挥减振作用时，实现驱动侧第一组件和从动侧第二组件可以相对彼此产生小角度转动，从而消耗掉部分能量，达到降低扭振、提高减振效果的功能。
虽然本发明仅就某些示范性实施方式进行描述，这些描述应该仅作为示例而不构成限制。在所附权利要求书记载的范围内，在不脱离本发明精神和范围情况下，各种变化均是可能的。
Claims (10)
1.一种飞轮装置，其特征在于，该飞轮装置包括位于驱动侧的第一组件以及位于从动侧的第二组件，所述第一组件和第二组件通过滑动摩擦提供静态阻尼，所述第一组件和/或第二组件采用以下至少一种方式以降低静态阻尼：
摩擦面涂覆涂层；或，采用包含树脂的材质制成。
2.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述第一组件为与所述驱动侧的第一质量抗扭连接的盖板，所述第二组件为与所述从动侧的法兰抗扭连接的膜片弹簧。
3.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述第一组件为与所述驱动侧的盖板抗扭连接的膜片弹簧，所述第二组件为从动侧的法兰。
4.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述第一组件为通过盖板与所述驱动侧的第一质量抗扭连接的介质环，所述第二组件为与所述从动侧法兰连接的膜片弹簧。
5.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述第一组件为所述驱动侧的盖板，所述第二组件为通过膜片弹簧与所述从动侧的法兰抗扭连接的介质环。
6.如权利要求4或5所述的飞轮装置，其特征在于：所述介质环利用定位凸起和/或定位卡扣实现抗扭连接。
7.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述涂层包括以下至少一种自润滑树脂：聚醚醚酮树脂，聚四氟乙烯树脂或四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂。
8.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述材质包括以下至少一种自润滑树脂：聚醚醚酮树脂，聚四氟乙烯树脂或四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂。
9.如权利要求1所述的飞轮装置，其特征在于：所述飞轮装置还包括减振器。
10.如权利要求9所述的飞轮装置，其特征在于：所述减振器为弹簧减振器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170111 |