扭力振动减振组件的制作方法

本发明总的来说涉及连接第一和第二元件以实现共同旋转的联接装置。本发明尤其涉及扭力振动减振组件的改进结构，该扭力振动减振组件作为这种第一和第二元件之间的直接联接或作为离合器中的从动盘组件，其中该离合器用于选择性地连接这种第一和第二元件。

旋转联接装置为用于连接第一和第二元件以实现共同旋转的结构。例如，在车辆传动系统的环境中，旋转联接装置可用于将旋转动力源连接至可旋转从动装置，该旋转动力源例如是固定至发动机曲轴的飞轮，该可旋转从动装置例如是传动装置的输入轴。在一些情形下，旋转联接装置将两个元件直接连接，使得飞轮一直驱动传动装置的输入轴。在其他情形下，旋转联接装置设置在离合器中，该离合器选择性地连接两个元件，使得飞轮间歇性地旋转驱动传动装置的输入轴。

在这种车辆传动系统中，已经知道，相对高频的扭力振动可从发动机通过旋转联接装置传递至传动装置和传动系统的其它零件。这种扭力振动可产生讨厌的噪音和零件磨损。为了防止或最小化这种噪音或磨损，可取的做法是为旋转联接装置提供扭力振动减振组件。该扭力振动减振组件适于降低从飞轮通过旋转联接组件传递至传动装置的输入轴的扭力振动。

为了达成上述目标，典型的扭力振动减振组件包括两个旋转扭矩传递元件，这两个旋转扭矩传递元件可在有限的角距离范围内相对旋转。这两个旋转扭矩传递元件通过空动连接(lost motion connection)和弹簧阻尼器驱动连接在一起。空动连接用于在这两个旋转扭矩传递元件之间建立正向驱动连接，同时允许两者之间有限范围内的自由活动。弹簧阻尼器驱动用于在空动连接所允许的有限自由活动范围内在这两个旋转扭矩传递元件之间建立弹性驱动连接。空动连接和弹簧阻尼器驱动也可用于调整车辆传动系统，以在发动机的运转速度范围内防止振动或将振动降至最低。

虽然已知的扭力振动减振组件已经起到了令人满意的作用，但也发现，来自发动机的扭力振动仍然可被传递至传动装置或传动系统的其它元件，从而产生令人讨厌的噪音。因此，希望提供一种扭力振动减振组件的改进结构，其在使用中提供更好的振动隔离，从而降低所传递的噪音。

而且，一些混合动力发动机技术依赖集成启动发电机(integrated starter-generator,ISG)。ISG代替了传统的启动电机和交流发电机(发电机)。除了其两个基本功能(启动电机和交流发电机)外，ISG还提供了一个辅助功能，作为方便的自动车辆启停系统，以进一步改进燃油效率。对ISG提出了一些重要的要求，例如高启动扭矩、发电机模式下的宽速度范围、循环寿命、温度极限等。而且，在曲轴安装系统中，ISG可能遭受20G或以上的巨大振动。虽然ISG可被设计具有减振功能，但会增加ISG的复杂度和成本。因此，增加一个独立的扭力振动减振组件是有利的。

技术实现要素：

本发明涉及扭力振动减振组件的改进结构，该扭力振动减振组件例如作为第一和第二元件之间的直接联接或作为离合器中的从动盘组件，其中该离合器用于选择性地连接这种第一和第二元件。该扭力振动减振组件包括第一旋转扭矩传递元件，该第一旋转扭矩传递元件由具有径向向外延伸的凸缘的盘毂形成。若干开口贯穿地形成在环形凸缘中。该扭力振动减振组件包括第二旋转扭矩传递元件，该第二旋转扭矩传递元件由一对盖板形成，该对盖板支撑在盘毂上以相对于盘毂旋转。每个盖板具有若干相对的凸起部，这些相对的凸起部共同形成若干空腔。这些空腔的数量和位置与贯穿盘毂的环形凸缘的开口的数量和位置对应。每个空腔填充有相对粘性的润滑流体。弹簧阻尼器组件位于贯穿第一旋转扭矩传递元件的若干开口的每一开口内且位于形成在第二旋转扭矩传递元件的若干含有流体的空腔的每一空腔内。第二旋转扭矩传递元件连接至第一旋转扭矩传递元件以相对于所述第一旋转扭矩传递元件旋转。相对粘性的润滑流体降低或阻止了弹簧阻尼器组件的各元件与第一和第二旋转扭矩传递元件之间的金属对金属的接触，从而降低了扭力振动减振组件使用过程中产生的噪音量和磨损。

当结合附图阅读下面的优选实施例的详细描述后，本发明的各目的和优点对于本领域的技术人员将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的扭力振动减振组件的主视平面图。

图2是图1的扭力振动减振组件的一部分的放大截面视图。

图3是图2的扭力振动减振组件的放大主视平面图，其中局部剖面。

图4A至4C是扭力振动减振组件与混合动力发动机结合使用的示意图。

具体实施方式

请参考附图，其例示了一个根据本发明一方面的扭力振动减振组件，大体以标号10表示。该扭力振动减振组件10可作为单独的旋转联接装置，如上所述，其可直接连接在两个旋转元件之间，例如连接在发动机飞轮(图未示)和传动系统的传动装置的输入轴(图未示)之间。可选择地，也如上所述，该扭力振动减振组件10可作为离合器(图未示)的从动盘组件，该离合器用于选择性连接飞轮至车辆传动系统的传动装置的输入轴。在另一可选择的方案中，该扭力振动减振组件10可联接在发动机和集成启动发电机(IGS)之间，例如在一个混合动力车辆中。

如图2中最佳显示，扭力振动减振组件10的第一旋转扭矩传递元件具体实施为基本上中空圆柱形的盘毂11。该盘毂11的内表面具有若干纵向延伸的花键11a或其它类似结构。众所周知，盘毂11适于被支撑于一轴(图未示)上，如上所述，该轴可被具体实施为传动装置的输入轴。优选的是，其上安装有扭力振动减振组件10的该轴上具有若干花键或其它类似结构，这些花键或类似结构与盘毂11的内表面上的花键11a接合。因此，扭力振动减振组件10被连接至这样的轴以共同旋转。该盘毂11还包括环形凸缘11b，该环形凸缘11b从该盘毂11径向向外延伸，且在所示的实施例中，与盘毂11一体成型。若干开口11c贯穿环形凸缘11b。在所示的实施例中，有六个等距间隔的开口11c贯穿所述凸缘11b。在其它实施例中，开口11c可为任何希望的数量，形成在任何位置。这些开口11c的目的将在下面解释。

扭力振动减振组件10的第二旋转扭矩传递元件具体实施为一对盖板12和13，该对盖板12和13支撑在盘毂11上，以相对于盘毂11旋转。第一盖板12基本上呈平面环形，具有一贯穿的中心孔。因此，该盘毂11的第一部分(当观察图2时，其位于凸缘11b的轴向左侧)可穿过第一盖板12的中心孔，两者间形成一相对小的径向间隙。第一盖板12上形成有若干凸起部12b。优选的是，第一盖板12的凸起部12b在第一轴向(当观察图2时，朝向左的方向)上向外弯曲。这些凸起部12b的目的将在下面解释。在所示的实施例中，有六个等距间隔的凸起部12b形成在第一盖板12上。在其它实施例中，这些凸起部12b可为任何希望的数量，形成在任何位置。优选的是，如上所述，第一盖板12上的凸起部12b的数量和位置与贯穿盘毂11的环形凸缘11b的开口11c的数量和位置相对应。

类似地，第二盖板13基本上呈平面环形，具有一贯穿的中心孔。因此，该盘毂11的第二部分(当观察图2时，其位于凸缘11b的轴向右侧)可穿过第二盖板13的中心孔，两者间形成一相对小的径向间隙。第二盖板13上形成有若干凸起部13b。在所示的实施例中，有六个等距间隔的凸起部13b形成在第二盖板13上。在其它实施例中，这些凸起部13b可为任何希望的数量，形成在任何位置。但优选的是，如上所述，第二盖板13上的凸起部13b的数量和位置与贯穿盘毂11的环形凸缘11b的开口11c和形成在第一盖板12上的凸起部12b的数量和位置相对应。优选的是，第二盖板13的凸起部13b在第二轴向(当观察图2时，朝向右的方向)上向外弯曲。这些凸起部13b的目的将在下面解释。

在一些实施例中，大体以标号14表示的振动阻尼器延伸于第二盖板13和盘毂11b的第二部分之间。类似地，一个振动阻尼器可延伸于第一盖板12和盘毂11b的第二部分之间。在所示的实施例中，振动阻尼器14具有基本上环形的形状。优选的是，阻尼器14由相对弹性的材料制成，例如弹性材料(例如橡胶)。

环形驱动盘17包括内部，该内部延伸于第一和第二盖板12和13之间且固定至第一和第二盖板12和13以共同旋转。在所示的实施例中，驱动盘17通过若干铆钉18固定至第一和第二盖板12和13，但也可以使用任何已知的固定机构。众所周知，驱动盘17可被直接连接至飞轮，或者选择性地摩擦配合于飞轮和车辆传动系统的离合器的压力盘之间。这些铆钉18也将第一和第二盖板12和13固持在一起。

扭力振动减振组件10还包括大体以标号20表示的弹簧阻尼器组件，贯穿盘毂11的凸缘11b的每个开口11c内都设置一个弹簧阻尼器组件。图3例示了其中一个弹簧阻尼器组件的详细结构。如图所示，所示的弹簧阻尼器组件20包括弹性件，例如螺旋弹簧21。螺旋弹簧21的端部分别抵挡大体以标号22和23表示的第一和第二端盖。每个端盖22和23具有扩大的头部22a和23a，以有利于与弹簧21的对应端部配合从而将端盖22和23向外彼此推开。

提供一个活动限制结构，用于限制端盖22和23在弹簧21抵压下的相对自由活动。在所示的实施例中，该活动限制结构具体实施为弹性的弹簧套24，该弹簧套24延伸于端盖22和23之间，但也可以使用执行该功能的任何其它结构。在所示的实施例中，弹簧套24由一挠性材料例如金属材料的平面零件制成，该平面零件被卷成大致空心圆柱状的形状，使得弹簧套24的相对边缘沿纵向延伸并彼此临近。必要时，这些相对边缘可具有向内延伸的折边(图未示)，以增加其横向强度。但无论如何，弹簧套24大体呈C形，其相对端分别在端盖22和23的空心杆部22b和23b的内部延伸并与所述内部摩擦配合。因此，通过弹簧套24与端盖22和23的摩擦配合，端盖22和23在弹簧21抵压下的相对轴向活动被抑制，但没有被阻止。

如图3所示，弹簧阻尼器组件20的松弛状态轴向长度稍微小于对应的第一和第二盖板12和13上的凸起部12b和13b，和贯穿盘毂11的凸缘11b的开口11c的轴向长度。因此，端盖22和23与对应的第一和第二盖板12和13的相邻凸起部12b和13b之间存在轴向间隔，并与贯穿盘毂11的凸缘11b的开口11c之间存在轴向间隔。轴向间隔的目的将在下面解释。然而，在一些实施例中，根据需要阻尼的系统的调整特性，可能期望更小的间隔或不需要间隔。

如上所述，第一盖板12的凸起部12b在第一轴向上(观察图2时，朝向左的方向)向外弯曲，第二盖板13的凸起部13b在第二轴向上(观察图2时，朝向右的方向)向外弯曲。当第一和第二盖板12和13以上述描述的方式固定在一起时，建议使第一盖板12上的凸起部12b与第二盖板13上的凸起部13b成对地在轴向上相对并对齐。因此，每一对相对的向外弯曲的凸起部12b和13b之间形成一空腔26。而且，每个空腔26优选的是与贯穿盘毂11的凸缘11b的对应开口对齐。因此，每个空腔26内都设置一个弹簧阻尼器组件20。

第一和第二盖板12和13上的凸起部12b和13b之间形成的所有空腔26分别密封并容纳一定数量的流体27。优选的是，容纳在每个空腔26内的流体27是相对粘性的流体，例如高温轴承润滑剂。可用于每个空腔26的流体27的一个例子是被国家润滑脂学会(National Lubricating Grease Institute)评级为2级和EP级(EP-rated)的润滑油。这种润滑油可从市场上买到，例如，来自埃克森美孚公司的Mobil MP牌润滑油或雪佛龙德士古公司的Chevron SRI牌润滑油。优选的是，这些空腔26被密封以防止里面的流体27泄漏，且进一步防止外部污染物(例如水或污泥)进入。第一和第二盖板12和13的配合可能足以提供流体密封。然而，必要时，第一和第二盖板12和13之间可设置密封材料(图未示)以提供流体密封。为了实现这一点，流体密封剂可在每个空腔26周围在第一和第二盖板12和13的内表面与驱动盘17之间形成流体密封。可被用于实现这个目的的流体密封剂的一个例子是来自汉高乐泰公司的Loctite牌密封剂。然而，任何其它期望的机构，例如密封圈，也可用于在每个空腔26周围提供流体密封。

现在将介绍扭力振动减振组件10的操作。所示的扭力振动减振组件10的各元件具有三阶段振动阻尼器的功能，其在各种运行工况的使用中提供更好的振动隔离并因此减少了所传递的噪音量。第一阶段振动阻尼器由相对粘性的流体27构成，该流体27保留在每个空腔26内，且在没有扭矩(或很小扭矩)通过扭力振动减振组件10传递时可使用。在这种运行工况下，弹簧阻尼器组件20的这些元件松散地保留在空腔26内。因此，从发动机传递过来的扭力振动可导致其中一些元件与第一和第二盖板12和13的内表面抵接，从而产生令人讨厌的咔嗒咔嗒声音。容纳在每个空腔26内的相对粘性的流体27对每个弹簧阻尼器组件20的设置在每个空腔26内的各元件(即，弹簧21、第一和第二端盖22和23、和弹簧套24)的相对活动提供粘滞阻力。当没有扭矩(或很小扭矩)通过扭力振动减振组件10传递时，该相对粘性的流体27抑制(至少一定程度上)这些元件与第一和第二盖板12和13的内表面抵接。因此，在这种运行工况下产生的令人讨厌的噪音量得以降低。另外，空腔26内流体27的存在可降低这些元件的磨损、对里面产生的热量进行散热、并防止污染物(例如水或污泥)进入到里面。

在一些实施例中，第二阶段振动阻尼器由振动阻尼器14构成，在相对小的扭矩通过扭力振动减振组件10传递时可使用。第二阶段振动阻尼器14朝向相对于盘毂11的凸缘11b的一个中间位置以相对低的弹簧比率(spring rate)抵压第一和第二盖板12和13。当第一和第二盖板12和13位于相对于盘毂11的凸缘11b的一个中间位置时，第一和第二盖板12和13上的凸起部12b和13b分别与贯穿盘毂11的凸缘11b的开口11c在轴向上对齐，如图3所示。如上所述，在这种情况下，端盖22和23与对应的第一和第二盖板12和13的凸起部12b和13b的相邻轴向端之间存在轴向间隔，且与贯穿盘毂11的凸缘11b的开口11c 之间存在轴向间隔。然而，当扭矩通过扭力振动减振组件10传递时，被传递的扭矩的量可能发生相对小的偏差。在这种情况下，第二阶段振动阻尼器14的弹性阻尼器14允许第一和第二盖板12和13作为一个单元相对于盘毂11的凸缘11转动一个有限的范围，同时继续传递扭矩。弹性阻尼器14吸收至少一部分通过扭力振动减振组件10传递的扭矩数量的相对小的偏差，从而降低了如果不这样设计可能产生的令人讨厌的噪音量。只要该相对旋转运动的幅度保持相对较小，第三阶段振动阻尼器的端盖22和23将保持与凸起部12b和13b的轴向端和开口11c间隔开，因此，不会对扭力振动减振组件10的运行产生影响。

第三阶段振动阻尼器由每个弹簧阻尼器组件20的位于每个空腔26内的各元件(即，弹簧21，第一和第二端盖22和23，和弹簧套24)构成，且在相对大的扭矩通过扭力振动减振组件10传递时可使用。当这种情形发生时，弹簧阻尼器组件20的端盖22和23将最终抵接并压缩于凸起部12b和13b的轴向端与开口11c的轴向端之间。结果就是，弹簧21将被压缩，因此施加相对大的力以相对高的弹簧比率朝相对于盘毂11的凸缘11b的一个中间位置抵压第一和第二盖板。以这种方式，弹簧阻尼器组件20起到第三阶段振动阻尼器的作用，其仅在第一和第二盖板12和13与盘毂11的凸缘11b之间发生相对大的相对旋转运动时才起作用。在整个操作中，相对粘性的流体27都保持在空腔26内并位于第一和第二盖板12和13对应的相邻凸起部12a和13a之间的弹簧阻尼器组件20周围。因此，降低或阻止了金属对金属的接触，从而降低了扭力振动减振组件10使用过程中产生的噪音量和磨损。

如图4A至4C所示，该扭力振动减振组件10可与混合动力发动机结合使用。更具体地，该扭力振动减振组件10对于内燃机和集成启动发电机(ISG)之间的减振尤其有用，其可能遭受20G的振动。虽然ISG可被设计具有扭振减振器特性，这会增加ISG的复杂度和成本。因此，增加单独的扭力振动减振组件10是有利的。

如图4A至4C所示，扭振减振器可用于不同类型的、输出差别非常大的发动机。类似地，扭振减振器可联接至输出特性差异非常大的ISG。最后，如图所示，其可用于离合器中或ISG与最终输出之间的其它电气或机械连接。

根据专利法的规定，本发明的原理和操作已经以优选实施例的形式加以解释和例示。然而，应当理解的是，在不偏离其精神和范围的情况下，本发明还可以实施成不同于在此详细解释和例示的其它形式。