Патент на изобретение №2162176
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ГАСИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ СИЛОВОГО ПРИВОДА
(57) Реферат: Изобретение относится к гасителям крутильных колебаний, устанавливаемым в силовом приводе транспортного средства. Сущность изобретения: комбинированный гаситель содержит упругую муфту, гаситель сухого трения, гаситель жидкостного трения, зубчатый венец, а также дополнительный несущий маховик, на периферийной части которого неразъемно выполнен корпус гасителя жидкостного трения. Дополнительный несущий маховик размещен между фланцем коленчатого вала и ведущим диском со ступичной частью на вспомогательной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки. Ступица ведомая и охватывающие ее с двух сторон ведущие диски размещены в полости, образованной опорной втулкой, дополнительным несущим маховиком и корпусом гасителя жидкостного трения. Ступица ведомая снабжена дополнительной цилиндрической частью, на торце которой выполнены проточки. Технический результат – повышение надежности комбинированного гасителя. 4 з.п.ф-лы, 9 ил. Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к автомобилестроению, и предназначено для гашения крутильных колебаний силового привода транспортных средств. Известен комбинированный гаситель крутильных колебаний силового привода, выполненный в сцеплении транспортного средства, содержащий упругую муфту и гаситель сухого трения. Упругая муфта образована двумя соосно расположенными маховиками, первичным и вторичным, соединенными упругим элементом с возможностью обеспечения угловых перемещений маховиков относительно друг друга. Первичный маховик расположен примыкающим к ведущему диску сцепления и образован двумя ведущими дисками, скрепленными неразъемно друг с другом, один из них, непосредственно примыкающий к ведущему диску сцепления, имеет на своей периферийной части неразъемно закрепленный ведомый диск сцепления, который образует упругий контакт с ведущим диском сцепления. Вторичный маховик образован ступицей ведомой с фланцем. Ведущие диски охватывают фланец с двух сторон с зазорами. Упругий элемент образован цилиндрическими пружинами сжатия, установленными в окнах, выполненных в ведущих дисках и соответственно во фланце ступицы ведомой, гаситель сухого трения выполнен в виде демпфирующих дисков, образующих упругий контакт с ведущими дисками и фланцем ступицы ведомой (см. Гольд Б.В. Конструирование и расчет автомобиля: Учебник для ВТУЗов. Изд. 2-е. – М.: Машгиз, 1962, с. 54-55). Недостатком такого комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода является высокая нагруженность цилиндрических пружин сжатия, образующих упругий элемент, и демпфирующих дисков, образующих гаситель сухого трения. Высокая нагруженность приводит к усталостным поломкам цилиндрических пружин и износу демпфирующих дисков. Известен комбинированный гаситель крутильных колебаний силового привода, установленный между коленчатым валом двигателя и сцеплением транспортного средства, содержащий упругую муфту, гаситель сухого трения, гаситель жидкостного трения и зубчатый венец, упругая муфта образована по меньшей мере двумя соосно расположенными маховиками, соединенными упругим элементом с возможностью обеспечения угловых перемещений маховиков, первичного и вторичного, относительно друг друга. Первичный маховик расположен примыкающим к фланцу коленчатого вала и образован двумя ведущими дисками, скрепленными неразъемно друг с другом. Один из них, непосредственно примыкающий к фланцу коленчатого вала, имеет ступичную часть, вторичный маховик образован ступицей ведомой и ведущим диском сцепления, скрепленными стяжными элементами неподвижно друг с другом с возможностью разъема. Ведущие диски охватывают с двух сторон с зазорами ступицу ведомую, а в ступичной части ведущего диска первичного маховика выполнены отверстия под стяжные элементы, которыми он присоединен к фланцу коленчатого вала. Упругий элемент образован цилиндрическими пружинами сжатия, установленными в окнах, выполненных в ведущих дисках и соответственно в ступице ведомой. Вторичный маховик оперт на подшипник, установленный на основной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки, выполненной с отверстиями под стяжные элементы, которыми она присоединена к фланцу коленчатого вала совместно с ведущим диском, имеющим ступичную часть. При этом опорная втулка выполнена с вспомогательной наружной цилиндрической поверхностью, на которой размещен ведущий диск со ступичной частью. Гаситель сухого трения выполнен в виде демпфирующих дисков, образующих упругий контакт с первичным и вторичным маховиками. Гаситель жидкостного трения образован торообразным корпусом, в кольцевой герметичной полости которого, заполненной вязкой жидкостью, установлен маховик. Причем корпус гасителя жидкостного трения, на котором закреплен зубчатый венец, присоединен к фланцу коленчатого вала посредством ведущих дисков, образующих первичный маховик (см. заявку Франции N 2600390 A1, МПК: F 16 F 15/12, заявл. 19.06.86, опубл. 24.12.87). Описанное решение принято за прототип. Недостатком такого комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода является использование периферийной части ведущих дисков в качестве боковых стенок корпуса гасителя жидкостного трения. При этом имеет место противоречие. Ведущие диски, образуя первичный маховик упругой муфты, должны иметь сравнительно невысокую жесткость на изгиб и кручение. Тем самым создаются благоприятные условия для работы упругого элемента. В то же время, будучи боковыми стенками корпуса гасителя жидкостного трения, ведущие диски должны иметь жесткость на изгиб в 2-2,5 раза выше. В противном случае, при недостаточной их жесткости в процессе работы возникают упругие деформации корпуса, которые могут привести к заклиниванию маховика гасителя жидкостного трения. Поломка гасителя жидкостного трения, в свою очередь, влечет за собой увеличение нагруженности цилиндрических пружин сжатия, образующих упругий элемент, и демпфирующих дисков, образующих гаситель сухого трения. В итоге произойдет усталостная поломка цилиндрических пружин и снижение упругости демпфирующих дисков, то есть комбинированный гаситель крутильных колебаний утратит свои функциональные свойства. Выполнение гасителя сухого трения в виде демпфирующих дисков, размещенных между ведущими дисками и ступицей ведомой, обеспечивает гашение низкочастотных крутильных колебаний небольшой мощности, имеющих место в силовом приводе с карбюраторными двигателями. При использовании комбинированного гасителя такой конструкции в силовом приводе с дизельным двигателем имеет место интенсивный нагрев до высоких температур демпфирующих дисков и их быстрое изнашивание с образованием продуктов износа, которые, в свою очередь, интенсифицируют процесс разрушения дисков. Задачей изобретения является повышение надежности комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода путем расширения функциональных и улучшения эксплуатационных возможностей, повышения усталостной прочности и износостойкости. Поставленная задача достигается тем, что комбинированный гаситель крутильных колебаний силового привода, установленный между коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания и сцеплением транспортного средства, содержащий упругую муфту, гаситель сухого трения, гаситель жидкостного трения и зубчатый венец, упругая муфта которого образована по меньшей мере двумя соосно расположенными маховиками, первичным и вторичным, соединенными упругим элементом с возможностью обеспечения угловых перемещений маховиков относительно друг друга, первичный маховик расположен примыкающим к фланцу коленчатого вала и образован двумя ведущими дисками, скрепленными неразъемно друг с другом, один из них, непосредственно примыкающий к фланцу коленчатого вала, имеет ступичную часть, вторичный маховик образован ступицей ведомой и ведущим диском сцепления, скрепленными стяжными элементами неподвижно друг с другом с возможностью разъема, ведущие диски охватывают с двух сторон с зазорами ступицу ведомую, а в ступичной части ведущего диска первичного маховика выполнены отверстия под стяжные элементы, которыми он присоединен к фланцу коленчатого вала, упругий элемент образован цилиндрическими пружинами сжатия, установленными в окнах, выполненных в ведущих дисках и соответственно в ступице ведомой, вторичный маховик оперт на подшипник, установленный на основной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки, выполненной с отверстиями под стяжные элементы, которыми она присоединена к фланцу коленчатого вала совместно с ведущим диском, имеющим ступичную часть, при этом опорная втулка выполнена с вспомогательной наружной цилиндрической поверхностью, на которой размещен ведущий диск со ступичной частью, гаситель сухого трения выполнен в виде демпфирующего диска, образующего упругий контакт с первичным и вторичным маховиками, гаситель жидкостного трения образован торообразным корпусом, в кольцевой герметичной полости которого, заполненной вязкой жидкостью, установлен маховик, причем корпус гасителя жидкостного трения, на котором закреплен зубчатый венец, присоединен к фланцу коленчатого вала, вышеупомянутый комбинированный гаситель снабжен также: – дополнительным несущим маховиком, на периферийной части которого неразъемно выполнен корпус гасителя жидкостного трения, причем дополнительный несущий маховик размещен между фланцем коленчатого вала и ведущим диском со ступичной частью на вспомогательной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки, и в нем выполнены отверстия под стяжные элементы, которыми он присоединен к фланцу коленчатого вала с возможностью разъема; – ступица ведомая вторичного маховика и охватывающие ее с двух сторон ведущие диски первичного маховика размещены в полости, образованной опорной втулкой, дополнительным несущим маховиком и корпусом гасителя жидкостного трения, причем ступица ведомая снабжена дополнительной цилиндрической частью, на торце которой выполнены проточки; – гаситель сухого трения снабжен упорной шайбой, имеющей на плоской поверхности наружные и внутренние стопоры в виде выступов, и нажимной тарельчатой пружиной, имеющей внешние и внутренние выступы, на соответствующих цилиндрических поверхностях, при этом демпфирующий диск, упорная шайба и нажимная тарельчатая пружина установлены на цилиндрической части ступицы ведомой между ведущим диском первичного маховика и ведущим диском сцепления, причем демпфирующий диск установлен между ведущим диском первичного маховика и упорной шайбой, внутренние выступы нажимной тарельчатой пружины введены в зацепление с канавками, выполненными снаружи на цилиндрической части ступицы ведомой, а один из внешних выступов нажимной тарельчатой пружины размещен между наружными стопорами упорной шайбы, внутренние стопоры которой расположены в проточках, выполненных на торце цилиндрической части ступицы ведомой; – в ведущем диске сцепления выполнены сквозные дренажные отверстия, размещенные напротив гасителя сухого трения; – в дополнительном несущем маховике выполнены сквозные дренажные отверстия, размещенные напротив торцев стяжных элементов для скрепления ступицы ведомой и ведущего диска сцепления. Введение в комбинированный гаситель дополнительного несущего маховика и неразъемное размещение на его периферийной части корпуса гасителя жидкостного трения позволяет устранить недостаток, присущий известному комбинированному гасителю крутильных колебаний, выбранному в качестве прототипа. То есть, в заявленном решении реализована необходимая жесткость, как дополнительного несущего маховика, так и неразъемно закрепленного на нем корпуса гасителя жидкостного трения. Таким образом обеспечиваются стабильные торцевые и радиальный зазоры между маховиком гасителя жидкостного трения и поверхностью полости корпуса, в которой маховик размещен. Тем самым устраняется заклинивание маховика в корпусе. При этом жесткость ведущих дисков оптимально сочетается с жесткостью упругого элемента. В результате улучшаются эксплуатационные возможности и повышается надежность, как упругой муфты, так и гасителя жидкостного трения. Размещение дополнительного несущего маховика между фланцем коленчатого вала и ведущим диском со ступичной частью на вспомогательной наружной цилиндрической поверхности опорной втулки позволяет осуществить его точное базирование при сборке и неподвижное крепление к фланцу коленчатого вала, что также способствует улучшению эксплуатационных возможностей и повышению надежности комбинированного гасителя. Размещение ступицы ведомой вторичного маховика и охватывающих ее с двух сторон ведущих дисков первичного маховика в полости, образуемой опорной втулкой, дополнительным несущим маховиком и корпусом гасителя жидкостного трения обеспечивает плотную компоновку комбинированного гасителя крутильных колебаний. Это позволяет минимизировать его продольный габаритный размер и, как следствие, обеспечить при работе минимально достижимые значения изгибающего момента, воздействующего на комбинированный гаситель в плоскости, совпадающей с осью коленчатого вала. Причем это достигается при оптимальной жесткости корпуса гасителя жидкостного трения и ведущих дисков. Это также улучшает эксплуатационные возможности и повышает надежность комбинированного гасителя. Размещение гасителя сухого трения между ведущим диском первичного маховика и ведущим диском сцепления, а также его выполнение с упорной шайбой и нажимной тарельчатой пружиной, с их взаимной фиксацией от больших угловых перемещений относительно друг друга и фиксацией всего пакета элементов от больших угловых перемещений относительно первичного маховика – обеспечивает эффективное гашение, как низкочастотных крутильных колебаний, так и ударных нагрузок, возникающих при пуске двигателя. Тем самым расширяются функциональные возможности и повышается надежность комбинированного гасителя. Выполнение сквозных отверстий в ведущем диске сцепления, направленных на гаситель сухого трения, обеспечивает отвод тепла от деталей гасителя и от ведущего диска сцепления потоком воздуха, проходящим через эти отверстия как при работе двигателя на стоянке, так и при движении транспортного средства. Кроме того, с поверхностей деталей гасителя сухого трения и ведущего диска сцепления этим потоком воздуха уносятся микроскопические продукты износа. Выполнение сквозных отверстий в дополнительном несущем маховике, с ориентацией их направления на торцы стяжных элементов, скрепляющих ступицу ведомую и ведущий диск сцепления, позволяет дополнительно интенсифицировать поток воздуха, отводящий тепло и продукты износа от гасителя сухого трения и ведущего диска сцепления. При этом, поток воздуха, проходя через систему отверстий в ведущем диске сцепления и дополнительном несущем маховике, получает направление от оси вращения комбинированного гасителя к периферии. Микроскопические продукты износа, двигаясь в потоке воздуха, кроме того, подвергаются воздействию центробежных сил инерции. Возникающая комбинация воздействий на микроскопические частицы способствует наилучшей очистке комбинированного гасителя, что также способствует улучшению эксплуатационных возможностей и повышению надежности комбинированного гасителя. Выполнение комбинированного гасителя описанным выше образом с использованием всей совокупности существенных признаков позволяет повысить его усталостную прочность и износостойкость путем обеспечения оптимальной жесткости ведущих дисков первичного маховика и корпуса гасителя жидкостного трения, точным взаимным расположением и плотной компоновкой составляющих его элементов, организацией воздушных потоков для отвода тепла и продуктов износа и, таким образом, решить поставленную задачу – повышение надежности. Для пояснения заявляемого изобретения приведены следующие иллюстрации: фиг. 1 – комбинированный гаситель с фрагментом коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и ведомым диском сцепления транспортного средства, продольный разрез; фиг. 2 – упругая муфта, продольный разрез на фиг. 1; фиг. 3 – упругая муфта, фрагмент продольного разреза на фиг. 1 и 2; фиг. 4 – гаситель сухого трения, фрагмент продольного разреза – вид А на фиг. 1 (в увеличенном масштабе); фиг. 5 – гаситель жидкостного трения, продольный разрез на фиг. 1; фиг. 6 – ступица ведомая на фиг. 1-3; фиг. 7 – упорная шайба на фиг. 4; фиг. 8 – разрез А-А на фиг. 7; фиг. 9 – нажимная тарельчатая пружина на фиг. 4. Комбинированный гаситель крутильных колебаний силового привода (фиг. 1), установлен между коленчатым валом 1 двигателя внутреннего сгорания и ведомым диском 2 сцепления транспортного средства, содержит упругую муфту (фиг. 2 и 3), гаситель сухого трения (фиг. 4), гаситель жидкостного трения (фиг. 5) и зубчатый венец 3. Упругая муфта образована двумя соосно расположенными первичным и вторичным маховиками, соединенными упругим элементом. Первичный маховик, образован двумя ведущими дисками 4 и 5, скрепленными неразъемно друг с другом заклепками 6 (фиг. 3). Ведущий диск 4, непосредственно примыкающий к фланцу 7 коленчатого вала, имеет ступичную часть 8 (фиг. 3). Вторичный маховик образован ступицей ведомой 9 (фиг. 3 и 6) и ведущим диском сцепления 10, скрепленными стяжными элементами 11 неподвижно друг с другом, разъемно. Ведущие диски 4 и 5 охватывают с двух сторон с зазорами 12 ступицу ведомую 9. В ступичной части 8 ведущего диска 4 выполнены отверстия 13 под стяжные элементы 14, которыми он присоединен к фланцу 7 коленчатого вала. Упругий элемент образован цилиндрическими пружинами сжатия 15, установленными в окнах 16, выполненных в ведущих дисках 4 и 5 и соответственно в ступице ведомой 9. Вторичный маховик оперт на подшипник 17, установленный на основной наружной цилиндрической поверхности 18 опорной втулки 19. Опорная втулка 19 выполнена с отверстиями 20 под стяжные элементы 14, которыми она присоединена к фланцу 7 коленчатого вала совместно с ведущим диском 4, имеющим ступичную часть 8. При этом опорная втулка 19 выполнена с вспомогательной наружной цилиндрической поверхностью 21, на которой размещен ведущий диск 4 со ступичной частью 8. Гаситель сухого трения выполнен в виде демпфирующего диска 22, образующего упругий контакт 23 с первичным маховиком. Гаситель жидкостного трения образован торообразным корпусом 24, в кольцевой герметичной полости 25 которого, заполненной вязкой жидкостью (на чертеже не показана), установлен маховик 26. На корпусе 24 закреплен зубчатый венец 3. Комбинированный гаситель снабжен дополнительным несущим маховиком 27, на периферийной части 28 которого неразъемно выполнен корпус 24 гасителя жидкостного трения. Причем дополнительный несущий маховик 27 размещен между фланцем 7 коленчатого вала и ведущим диском 4 со ступичной частью 8 на вспомогательной наружной цилиндрической поверхности 21 опорной втулки 19, в дополнительном несущем маховике 27 выполнены отверстия 29 под стяжные элементы 14, которыми он присоединен к фланцу 7 коленчатого вала с возможностью разъема. Ступица ведомая 9 и охватывающие ее с двух сторон ведущие диски 4 и 5 размещены в полости 30, образованной опорной втулкой 19, дополнительным несущим маховиком 27 и корпусом 24 гасителя жидкостного трения, причем ступица ведомая 9 снабжена дополнительной цилиндрической частью 31, на торце 32 которой выполнены проточки 33. Гаситель сухого трения снабжен упорной шайбой 34 (фиг. 7 и 8), имеющей на плоской поверхности 35 наружные 36 и внутренние 37 стопоры в виде выступов, и нажимной тарельчатой пружиной 38 (фиг. 9), имеющей внешние 39 и внутренние 40 выступы на соответствующих цилиндрических поверхностях 41 и 42. Демпфирующий диск 22, упорная шайба 34 и нажимная тарельчатая пружина 38 установлены на цилиндрической части 31 ступицы ведомой 9 между ведущим диском 5 первичного маховика и ведущим диском сцепления 10. Демпфирующий диск 22 установлен между ведущим диском 5 первичного маховика и упорной шайбой 34. Внутренние выступы 40 нажимной тарельчатой пружины 38 введены в зацепление с канавками 43, выполненными снаружи на цилиндрической части 31 ступицы ведомой 9, а один из внешних выступов 39 нажимной тарельчатой пружины 38 размещен между наружными стопорами 36 упорной шайбы 34, внутренние стопоры 37 которой расположены в проточках 33, выполненных на торце 32 цилиндрической части 31 ступицы ведомой 9. В ведущем диске сцепления 10 выполнены сквозные дренажные отверстия 44, размещенные напротив гасителя сухого трения. В дополнительном несущем маховике 27 выполнены сквозные дренажные отверстия 45, размещенные напротив торцев 46 стяжных элементов 11 для скрепления ступицы ведомой 9 и ведущего диска сцепления 10. Предлагаемый комбинированный гаситель крутильных колебаний работает следующим образом. При работе двигателя крутящий момент передается от первичного маховика к вторичному маховику через упругий элемент, который объединяет комплект пружин сжатия. Во взаимодействии с упругим элементом находится гаситель сухого трения. В процессе работы двигателя коленчатый вал совершает крутильные колебания. Вследствие действия сил инерции вторичный маховик стремится сохранить свое равномерное вращение и при этом, то отстает от первичного маховика, то его опережает. Пружины сжатия, объединяемые упругим элементом, при этом сжимаются и поглощают энергию крутильных колебаний. Гаситель сухого трения поглощает энергию крутильных колебаний, а также наряду с пружинами сжатия воспринимает ударные нагрузки, имеющие место при запуске двигателя. Кольцевой маховик, размещенный в герметичной замкнутой кольцевой полости корпуса гасителя жидкостного трения, при наличии крутильных колебаний также совершает вращательные движения относительно коленчатого вала двигателя. А так как в зазорах между кольцевым маховиком и корпусом находится вязкая жидкость, то происходит поглощение энергии крутильных колебаний за счет трения, возникающего в вязкой жидкости. Поток воздуха, проходящий через сквозные отверстия в ведущем диске сцепления и в дополнительном несущем маховике при работе двигателя на стоянке, а также при движении транспортного средства, обдувает гаситель сухого трения и тем самым его охлаждает, а также уносит продукты износа. Выполнение комбинированного гасителя крутильных колебаний силового привода описанным выше образом в конечном итоге позволяет наиболее качественно управлять процессом гашения крутильных колебаний, тем самым обеспечить требуемую эксплуатационную надежность двигателя и трансмиссии транспортного средства. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
