高速飞轮的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用于车辆的高速飞轮系统，即能以20000转/分钟或更高的速度运转的系统，所述系统包括安装在轴（6）上且被容纳在外壳内的飞轮（4）以及至少一个轴承装置（8），其中所述轴承装置通过诸如环（16,18）之类的弹性体元件和/或金属弹性套管（42，44，46）安装到所述飞轮或所述外壳，从而降低NVH并阻止所述飞轮和外壳彼此相干扰的共振模式。
【专利说明】高速飞轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞轮，尤其涉及一种用于车辆中的高速飞轮系统用的轴承系统。
【背景技术】
[0002]用作混合车辆中的能量存储装置的高速飞轮系统(例如那些以20000转/分钟或 更高速度运转的)是众所周知的。这种技术存在的挑战之一是噪音、振动和粗糙性(NVH)。 当车辆在低速或甚至在发动机关闭而静止的时候，飞轮经常处于高速(且因此产生最大量 的噪音)。
[0003]而且，尽管有可能分别设计在飞轮运行速度范围内各自均没有共振模式的飞轮和 飞轮外壳，但当两个部件被结合在一起时，飞轮和外壳的交互作用可能产生会在飞轮运行 速度范围内发生的多体共振。
[0004]本发明的目的在于降低NVH对混合系统的影响，并且确保飞轮的固有模式不会干 扰外壳的固有模式，反之亦然，从而允许飞轮全速运行而不会产生破坏性共振。
【发明内容】
[0005]因此，本发明包括如所附的权利要求书的权利要求1中叙述的飞轮。
[0006]本发明的优点在于振动源(高速飞轮)与可能被振动激发并且因此引起噪音的混 合系统的其他部分相隔离。而且，飞轮和外壳的共振模式的相互作用被阻止。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]现在将通过示例并参照附图描述本发明的实施例，其中:
[0008]图1为根据本发明第一实施例的系统的顶视图；
[0009]图2为图1的系统的局部剖视图；
[0010]图3为显示图1的系统的第一轴承装置的局部剖视图；
[0011]图4为显示图1的系统的第二轴承装置的局部剖视图；
[0012]图5为显示根据本发明可替代实施例的轴承装置的局部剖视图；以及
[0013]图6为显示根据本发明又一可替代实施例的轴承装置的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0014]参见图2，根据本发明的一个实施例的系统2包括:飞轮4、轴6、以及位于飞轮4的 任何一侧上的轴周围的轴承装置8、10,即，第一轴承装置8位于飞轮的一个轴向侧上,而且 第二轴承装置10相对于轴的轴线位于飞轮4的另一侧上。轴承装置8和10中的每一个包 括刚性固定在轴6上的座圈36中的轴承12。轴承座圈34的外径保持在轴承环14中。轴 承环14通过包括由氟代烃材料形成的第一对刚性弹性体环16、18的弹性体部件与飞轮外 壳30隔离。环16、18被容纳在形成于轴承环14内的环形通道32、34内。因此环16、18相 对于轴6径向位于轴承12的外部。[0015]环16、18的刚性足够高，以致于在系统2正常使用时，环起到抑制飞轮轴6的任何 径向移动的作用，因此确保飞轮4的轴线‘A’不会移动超过几微米。这确保连接到飞轮轴6 端部的机械齿轮驱动(未示出)保持足够地靠近其准确的中心线，由此确保齿轮驱动的正 确运行且在飞轮4的外缘和其外壳30之间无接触。
[0016]轴承12和在飞轮4的任何一侧上的弹性体环16、18的位置确保飞轮4和外壳30 的共振模式的相互作用被阻止。
[0017]轴承装置中的一个，即轴承装置8，在相对于轴6的径向和轴向两个方向上均被抑 制。轴向抑制通过包括第二套弹性体环的另一弹性体部件提供，所述第二套弹性体环包括 一对弹性环20、22 (如图2的轴承装置8的右手侧以及图4的细节所图解)。
[0018]当飞轮系统2在运行时，弹性体部件提供阻尼，从而阻止NVH，而且也阻止飞轮的 和外壳的共振模式的交互作用。
[0019]油传输通路通过外壳中的通道24以及轴承环14中的通道26、28提供，以允许用 于轴承润滑的油(未示出)的可控供给。油传输通路的尺寸，(即通道24、26和28的尺寸)被 选择为提供该组件所需要的阻尼系数。
[0020]尽管在上述实施例中，弹性体环16、18由氟代烃材料形成，它们也可由任何适合 的弹性体形成，包括天然橡胶。
[0021]弹性体环16、18可以可替代地相对于轴6径向位于轴承12的内部，即位于轴承12 和轴6之间。
[0022]在根据如图5所示的本发明可替代实施例的系统中，轴承装置(图5中示出其中之 一(8’))通过金属弹性套管安装到轴6上，所述金属弹性套管包括两个被包括模制的橡胶 环46在内的弹性体元件分开的同中心钢环42、44。在图5的实施例中，金属弹性套管40位 于轴承装置8，，10’和轴6’之间。然而，套管40可以可替代地位于轴承12和飞轮外壳30 之间。
[0023]如图6图示的又一可替代实施例可包括轴承装置8’’，所述轴承装置8’’包括与 第一套弹性体环16、18，和/或第二套弹性体环20、22结合的金属弹性套管40，从而提供更 大程度的径向和/或轴向的阻尼。在图6的实施例中，弹性体环16、18位于轴承12和外壳 30之间，而且套管40位于轴承12和轴6之间。然而，套管40和弹性体环16、18的位置可 以互换。
[0024]在本实施例中，轴承环14的抑制通过第二对弹性体环20、22提供。然而，在可替 代实施例中，轴承环14可通过模制弹性体元件以及金属内环和外环作为单独的成品部分 来产生。该可替代实施例会更适于大量生产。
[0025]在另一可替代实施例中，第一和/或第二套弹性体环可包括不同数量的环。而且， 第二套弹性体环20、22可被提供在轴承装置8、10上，从而在飞轮4的两侧都提供轴向抑 制。
【权利要求】
1.一种高速飞轮系统，包括外壳以及安装在轴上的飞轮，其中，轴承装置通过弹性体部件安装在所述飞轮系统上，该飞轮系统进一步包括包含在所述外壳中的通道的油传输通路，从而油能够通过所述油传输通路供给所述轴承。
2.如权利要求1所述的高速飞轮系统，其中，所述轴承装置包括安装在座圈中的轴承，其中所述系统进一步包括轴承环，并且其中所述弹性体部件包括环。
3.如权利要求2所述的高速飞轮系统，其中，所述座圈被固定到所述轴，并且其中所述环相对于所述轴径向位于所述轴承的外部，且在所述轴承和所述外壳之间。
4.如权利要求2所述的高速飞轮系统，其中，所述环相对于所述轴径向位于所述轴承的内部，且在所述轴承和所述轴之间。
5.如权利要求2或3所述的高速飞轮系统，其中，所述弹性体环被容纳在所述轴承环中提供的环形通道内。
6.如权利要求1所述的高速飞轮系统，进一步包括包含两个同中心金属环的套管，其中所述弹性体部件包括位于所述金属环之间的橡胶环。
7.如权利要求6所述的高速飞轮系统，其中，所述套管相对于所述轴径向位于所述轴承的外部，且在所述轴承和所述外壳之间。
8.如权利要求6所述的高速飞轮系统，其中，所述套管相对于所述轴径向位于所述轴承的内部，且在所述轴承和所述轴之间。
9.一种如权利要求3和权利要求8所述的高速飞轮系统。
10.一种如权利要求4和权利要求7所述的高速飞轮系统。
11.一种如上述任一权利要求所述的高速飞轮系统，其中，所述轴承装置进一步包括相对于所述轴承装置轴向定位的另一弹性体部件。
12.如权利要求7所述的高速飞轮系统，其中，所述另一弹性体部件包括弹性体环。
13.如上述任一权利要求所述的高速飞轮系统，其中，所述或每个弹性体部件由氟代烃材料或天然橡胶形成。
14.一种用在如上所述任一权利要求的高速飞轮系统中的轴承装置。
15.一种基本上如上文所描述并参照附图的高速飞轮系统。
【文档编号】F16F15/315GK103443503SQ201280013614
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年2月28日 优先权日:2011年3月16日
【发明者】乔纳森·希尔顿, 道格拉斯·克罗斯 申请人:飞轮汽车制造有限公司