[发明专利]连续变刚度高转矩汽车双质量飞轮

说明书

技术领域

本发明涉及汽车传动系动力总成的双质量飞轮，尤其涉及汽轿车发动机与离合器变速箱之间的双质量飞轮。

背景技术

随着越来越强有力的引擎的出现和对汽车整体行驶性能要求的提高，使得双质量飞轮的发展面临越来越严峻的挑战。为适用低转速小扭矩的柔性使一阶共振转速降低到发动机怠速以下以避免一阶共振和高转速大扭矩高反抗转矩的大刚度使最大反抗转矩大于发动机最大转矩并具有过载保护，LUK公司等研究出分段组合刚度双质量飞轮，每组减振器由多个弹簧从串联到单联最后至并联，其转矩曲线如图1粗实线1a所示。由图1知，分段组合刚度双质量飞轮在小扭转角时更具柔性，在大扭转角时具有更大的反抗转矩，但是虽然转矩特性连续，由于各段转矩特性仍为线性变化，在切换时刚度产生突变，即产生刚度跃变现象，导致变速箱齿轮啮合时产生冲击载荷和噪声，且结构复杂。图1的细实线2a为单级刚度的双质量飞轮，其转矩曲线近似为斜直线，刚度基本不变，虽无刚度跃变现象，但难以满足在大扭转角下的大转矩的要求，并同时兼顾小扭转角时的小刚度。而双质量飞轮必须保证一阶共振转速被隔离在发动机怠速转速以下，要求小扭转角时具有小刚度，因而单级刚度的双质量飞轮无法获得大扭转角时的高反抗转矩，不能应用于具有大功率、大输出转矩的发动机。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种基于形状约束的连续变刚度高转矩汽车双质量飞轮。使用该汽车双质量飞轮可获得随扭转角增加而转矩特性非线性增大的连续变刚度的良好特性和结合摩擦特性，降低和吸收扭转振动对变速箱的冲击；在满足相同最大转矩的条件下，不仅在小扭转角时更具有柔性，同时其减振弹簧承受的载荷更小，扭转角可设计得更大，进一步提高抗冲击的缓冲能力。

本发明的目的是这样实现的：连续变刚度高转矩汽车双质量飞轮，包括启动齿圈、初级飞轮、次级飞轮和减振器；所述减振器包括第一弹簧座、第二弹簧座和减振弹簧；

所述次级飞轮的外壁为正n边形结构，在外壁的各个面的中部形成向外凸起、且对弹簧座起限位作用的弧形过渡曲面II；

所述初级飞轮的内壁圆周上均布有n个突块，相邻两个突块之间的初级飞轮内壁的中部形成向外凸起、且对弹簧座起限位作用的弧形过渡曲面I；

所述初级飞轮与次级飞轮之间、且在相邻两个突块之间形成减振器容置腔；所述第一弹簧座可滑动的设在减振器容置腔内、且位于减振器容置腔一侧的突块与弧形过渡曲面I之间；所述第二弹簧座可滑动的设在减振器容置腔内、且位于弧形过渡曲面I与减振器容置腔另一侧的突块之间；所述弧形过渡曲面I与弧形过渡曲面II在径向方向上的距离小于第一弹簧座和第二弹簧座的横向尺寸；所述减振弹簧一端压在第一弹簧座上，另一端压在第二弹簧座上。

作为本发明的一种优选方案，所述第一弹簧座和第二弹簧座均为套帽结构，第一弹簧座和第二弹簧座上靠近帽口的帽壁上设有缺口；所述第一弹簧座和第二弹簧座均与减振器容置腔的内壁单自由度滑动配合，第一弹簧座和第二弹簧座通过其上的缺口可相互贴合。

本发明的连续变刚度高转矩汽车双质量飞轮与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明在初级飞轮的内壁和次级飞轮的外壁上分别设有弧形过渡曲面，使初级飞轮对弹簧座的约束反力方向偏转，以增大弹簧座对次级飞轮的作用力，从而达到非线性增大反抗转矩的作用，实现了低转速小转矩的柔性和高转速高反抗转矩大刚度的目的。

2、使用该汽车双质量飞轮可获得随扭转角增加而转矩特性非线性增大的连续变刚度的良好特性和结合摩擦特性。

3、在扭转角增大和减小时产生不同的扭矩，降低了传动系统的一阶共振转速和提高了二阶共振转速，使一、二阶共振转速完全被有效地隔离在发动机正常工作转速之外，降低和吸收扭转振动对变速箱的冲击，避免了分段组合刚度双质量飞轮在切换时刚度产生突变导致变速箱齿轮啮合时产生冲击载荷和噪声。

4、与GAT公司的单级刚度的双质量飞轮相比，在满足相同最大转矩的条件下，不仅在小扭转角时更具有柔性，同时其减振弹簧承受的载荷更小，扭转角可设计得更大，进一步提高了抗冲击的缓冲能力。

附图说明

图1为现有技术中双质量飞轮转矩特性示意图；

图2为连续变刚度高转矩汽车双质量飞轮的结构示意图；

图3a为未修正的初级飞轮通过弹簧座对次级飞轮传力的结构示意图；

图3b为形状约束修正的初级飞轮通过弹簧座对次级飞轮传力的结构示意图；

图4a为构成形状约束的渐开线图；

图4b为构成形状约束的椭圆曲线图；

图4c为构成形状约束的圆曲线图；