一体式曲轴解耦减振器的制作方法

本发明涉及一种发动机前端轴系的减振器，特别是涉及一种一体式曲轴解耦减振器。

背景技术：

传统的汽车发动机曲轴皮带轮与曲轴是刚性连接，与汽车发动机的转速同步运行，在发动机转速变化时，曲轴皮带轮的转速也将变化。发动机由于气缸的交替工作，其输出的扭矩和转速是不均匀的(一般呈现正弦波的形状)，特别是当发动机突然加速或减速时，曲轴皮带轮的转速也随着变速，但由于曲轴皮带轮驱动的前端轮系的转动惯量较大，造成前端轮系转速与发动机转速瞬间不同步，传动带与皮带轮之间会形成冲击和打滑，产生噪音，从而降低皮带寿命，造成整个发动机前端轮系寿命降低，由于这些振动、噪音和不平顺性(nvh)，使整车的舒适性大大降低；传统发动机扭转减振器是一个独立的部件，装在曲轴的自由端，与曲轴皮带轮并联安装，体积大，成本高。

为了提高发动机前端轮系的平稳性能和使用寿命，并且与扭转减振器结合而节约发动机的使用空间，现有技术有些关于皮带轮结构方面的改进，与扭转减振器连接为一体。如欧洲专利ep0782674b1中所公开的技术方案，该技术方案包括一曲轴解耦器和一扭转减振器。芯轴固定安装在传动轴上，解耦器皮带轮通过两个弧形涡旋弹簧连接芯轴，实现解耦功能；皮带轮通过一球轴承与芯轴连接，实现径向和轴向支撑功能；扭转减振器的惯性环通过一橡胶环与芯轴连接，实现扭转减振功能。

现有技术中的结构如图1所示，皮带轮114通过中间连接件40、130、132、和134与弧形弹簧138连接，再通过支臂120与芯轴112连接，实现解耦功能；皮带轮114通过球轴承118与芯轴112连接，实现径向和轴向支撑功能；惯性环201通过橡胶环202与内支撑件128连接，支撑件128与芯轴112刚性连接并且安装在曲轴120上。

该技术方案中，曲轴解耦器的弧形涡旋弹簧与皮带轮和芯轴连接通过多个零件来实现并通过一球轴承来实现支撑，零件多，制造工艺复杂，体积大，成本高；扭转减振器的橡胶环的性能不稳定，橡胶环的刚度值随负荷的增加而增加，并且随温度的增加而减小，而且长期使用橡胶环会老化而失效；曲轴解耦器与扭转减振器并联连接，占用空间大，成本高。

因此本领域技术人员致力于开发一种一体式曲轴解耦减振器，可以同时实现皮带轮曲轴解耦功能和扭转减振功能，且性能稳定、占用空间小、成本低、可靠性高。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一体式曲轴解耦减振器，可以同时实现皮带轮曲轴解耦功能和扭转减振功能，且性能稳定、占用空间小、成本低、可靠性高。

为实现上述目的，本发明提供了一种一体式曲轴解耦减振器，其特征是：包括芯轴，所述芯轴外安装有减振弹簧和解耦弹簧，所述减振弹簧外还依次安装有惯性环和阻尼环，所述阻尼环外还安装有带轮。

更进一步的，所述芯轴内部固定一传动轴，所述芯轴外表面向外凸起形成三个台阶。

更进一步的，所述减振弹簧具有内表面和外表面，所述减振弹簧内表面通过紧配合安装于所述芯轴外表面并与所述芯轴一凸台靠近，所述减振弹簧外表面通过紧配合安装在所述惯性环内，所述减振弹簧与所述惯性环内凸台靠近；

所述减振弹簧位于所述芯轴的第一台阶上，所述减振弹簧具有一个或多个均布的第一弧形缝隙。

更进一步的，所述减振弹簧的第一弧形缝隙是通过激光切割或其它工艺手段而形成。

更进一步的，所述惯性环内凸台同时与所述芯轴侧面和减振弹簧侧面接触，所述惯性环外表面与所述阻尼环内表面接触。

更进一步的，所述阻尼环外表面与所述带轮的第一沟槽内表面接触。

更进一步的，所述阻尼环是可以用橡胶、塑料或其它弹性材料制成。

更进一步的，所述带轮外表面有一个或多个第一沟槽，所述第一沟槽与发动机前端轮系的皮带连接；

所述带轮内表面有一个第二沟槽与所述阻尼环外表面抵接，所述带轮还有两个内台阶与所述解耦弹簧外表面紧配合。

更进一步的，所述解耦弹簧包括左解耦弹簧和右解耦弹簧，所述左解耦弹簧和右解耦弹簧分别与所述带轮两侧的内表面紧配合，所述左解耦弹簧和右解耦弹簧内表面分别与所述芯轴外表面的第二台阶和第三台阶紧配合；

所述解耦弹簧均具有一个或多个均布的第二弧形缝隙。

更进一步的，所述解耦弹簧的第二弧形缝隙是通过激光切割或其它工艺手段而形成。

本发明的有益效果是：

第一、本发明中所使用的技术方案是把扭转减振器的功能部件置于曲轴解耦器的内部空间中，两者共用一个芯轴，避免了现有技术方案中零件多，体积大，占用空间大和成本高的问题；

第二、本发明技术方案中所使用的减振弹簧的内外表面，通过过盈配合连接芯轴和皮带轮，即可实现径向和轴向支撑，又可传递扭矩，解决了现有技术方案中支撑不稳定的问题；

第三，本发明技术方案中所使用的减振弹簧的刚度是通过一个或多个弧形缝隙来实现的，可根据刚度的要求来体积缝隙的多少和大小，刚度值准确和一致性好；而且是金属材料，性能稳定可靠。解决了现有技术方案中橡胶环性能不稳定和老化问题；

第四、本发明技术方案中所使用的解耦弹簧的内外表面，通过过盈配合连接芯轴和皮带轮，即可实现径向和轴向支撑，又可传递扭矩，解决了现有技术方案中靠球轴承实现支撑而造成的成本高和装配工艺复杂的问题；

第五、本发明技术方案中所使用的解耦弹簧的刚度是通过一个或多个弧形缝隙来实现的，可根据刚度的要求来体积缝隙的多少和大小，刚度值准确和一致性好；而且零件少，体积小。解决了现有技术方案中的零件多、成本高的问题；

第六、本发明技术方案中所使用的阻尼环是与曲轴解耦器皮带轮内表面和扭振减振器惯性环的外表面相接触，实现双向相互阻尼，解决了现有技术方案中各自阻尼、零件多、成本高的问题。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明一具体实施方式的结构示意图

图3是本发明一具体实施方式的剖视结构示意图。

图4是本发明一具体实施方式的爆炸结构示意图。

图5是本发明一具体实施方式的芯轴结构示意图。

图6a是本发明一具体实施方式的减振弹簧结构示意图。

图6b是本发明图6a中a-a的剖面结构示意图。

图7是本发明一具体实施方式的惯性环结构示意图。

图8a是本发明一具体实施方式的解耦弹簧结构示意图。

图8b是本发明图8a中b-b的剖面结构示意图。

图9是本发明一具体实施方式的带轮结构示意图。

图10是本发明一具体实施方式的阻尼环结构示意图。

具体实施方式

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在以下描述中所使用的“内”一词主要指靠近传动轴的方向；“外”一词主要指远离传动轴的方向；“轴向”一词主要指与传动轴平行的方向，“径向”一词主要指与传动轴垂直的方向。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图2至10所示，一种一体式曲轴解耦减振器，包括芯轴40，芯轴40内部固定一传动轴1，芯轴40外表面向外凸起形成三个台阶。

芯轴40外安装有减振弹簧20和解耦弹簧80，减振弹簧20外还依次安装有惯性环30和阻尼环60，阻尼环60外还安装有带轮10。

减振弹簧20具有内表面和外表面，减振弹簧20内表面通过紧配合安装于芯轴40外表面并与芯轴40一凸台靠近，减振弹簧20外表面通过紧配合安装在惯性环30内，减振弹簧20与惯性环30内凸台靠近，减振弹簧20的刚度和惯性环30转动惯量来调节发动机曲轴扭振振动的频率和幅值。

减振弹簧20位于芯轴40的第一台阶41上，减振弹簧20具有一个或多个均布的第一弧形缝隙21。第一弧形缝隙2的多少和大小可以调节减振弹簧20的刚度，以满足发动机轴系扭转减振的要求

减振弹簧20的第一弧形缝隙21是通过激光切割或其它工艺手段而形成。惯性环30内凸台31同时与芯轴40侧面和减振弹簧20侧面接触，惯性环30外表面与阻尼环60内表面接触，阻尼环60的阻尼可降低发动机曲轴扭转振动的幅值。

阻尼环60外表面与带轮10的第一沟槽11内表面接触，阻尼环60是可以用橡胶、塑料或其它弹性材料制成，惯性环30外表面和阻尼环60内表面的接触紧密度可用来调节阻尼值以满足扭转减振器的阻尼性能。

带轮10外表面有一个或多个第一沟槽11，第一沟槽11与发动机前端轮系的皮带连接，带轮10内表面有一个第二沟槽与阻尼环60外表面抵接，带轮10还有两个内台阶与解耦弹簧80外表面紧配合。

解耦弹簧80包括左解耦弹簧50和右解耦弹簧70，左解耦弹簧50和右解耦弹簧70分别与带轮10两侧的内表面紧配合，左解耦弹簧50和右解耦弹簧70内表面分别与芯轴40外表面的第二台阶42和第三台阶43紧配合，解耦弹簧80均具有一个或多个均布的第二弧形缝隙81，解耦弹簧80的第二弧形缝隙81是通过激光切割或其它工艺手段而形成，第二弧形缝隙81的多少和大小可以调节解耦弹簧80的刚度，以满足发动机前端轮系性能的要求。

左解耦弹簧50和右解耦弹簧70的外表面与皮带轮10的内表面过盈配合连接。解耦弹簧50和70的刚度和阻尼环60的阻尼值来降低发动机曲轴传递到曲轴皮带轮及前端轮系的扭振振动的幅值。达到减少皮带打滑、皮带抖动和张紧器摆幅的目的，从而降低车辆nvh、延长前端轮系各部件的使用寿命和提高车辆的舒适性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。