汽車發(fā)動機橡膠阻尼式多級扭轉(zhuǎn)

1、汽車發(fā)動機曲軸減振器上官文斌1,2，楊明生1，李耀龍2(1 華南理工大學(xué) 汽車工程學(xué)院. 廣州 510641) (2 寧波拓普減震系統(tǒng)有限公司. 寧波 315800)1 前言汽車發(fā)動機曲軸是一個非常重要的部件，它的制造工藝復(fù)雜，質(zhì)量要求高。當(dāng)發(fā)動機工作時，曲軸的振動主要為扭轉(zhuǎn)方向的振動，同時彎曲方向也可能產(chǎn)生振動。如何減小曲軸的振動，是發(fā)動機曲軸設(shè)計的重要內(nèi)容之一。減少曲軸振動的常用手段是在曲軸前端安裝減振器。目前在汽車發(fā)動機曲軸系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是橡膠阻尼式單級扭轉(zhuǎn)減振器，其阻尼值偏小，常常達不到曲軸系統(tǒng)的減振要求。本文介紹了當(dāng)今在國外發(fā)動機中應(yīng)用較多的若干復(fù)雜結(jié)構(gòu)型式的汽車發(fā)動機曲軸減振器，

2、 希望國內(nèi)的發(fā)動機生產(chǎn)廠家在開發(fā)新機型時，應(yīng)采用這些具有良好減振性能的曲軸減振器的新結(jié)構(gòu)，以提高國產(chǎn)發(fā)動機曲軸的壽命和降低發(fā)動機的振動和噪聲。2 曲軸減振器2.1 單級的扭轉(zhuǎn)減振器 (a) 曲軸皮帶輪兼做慣性質(zhì)量 (b) 具有單獨的慣性質(zhì)量圖 1 單級扭轉(zhuǎn)減振器圖1為兩種常見結(jié)構(gòu)形式的單級扭轉(zhuǎn)減振器，其中，圖1(a)的慣性質(zhì)量1同時兼做皮帶輪，因此圖1(a)中的橡膠件2同時承受扭轉(zhuǎn)和徑向方向的載荷；圖1(b)中的慣性質(zhì)量1不作為傳動件，橡膠2僅僅承受扭轉(zhuǎn)方向的動載荷，其橡膠的疲勞壽命較圖1(a)中橡膠的疲勞壽命更容易滿足設(shè)計要求。因此，在單級曲軸扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計中，應(yīng)優(yōu)先考慮圖1(b)所示的結(jié)

3、構(gòu)形式。2.2 多級橡膠阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器(1) 多級并聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器圖2為兩級并聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器。物體6為輪轂，是扭轉(zhuǎn)減振器與發(fā)動機曲軸的連接件；物體3和物體4（齒圈）為緊配合，合成為一個慣性質(zhì)量，與橡膠元件5組成一級扭轉(zhuǎn)減振器。物體7和物體8為由特氟龍材料制成的部件，因此物體3和物體6之間可以相互轉(zhuǎn)動。物體1為另一慣性質(zhì)量，與橡膠件2組成一階扭轉(zhuǎn)減振器。橡膠件2和5一側(cè)硫化在輪轂6上，另外一側(cè)則硫化在慣性質(zhì)量上，因此，圖2所示的扭轉(zhuǎn)減振器為兩級并聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器。圖 2兩級并聯(lián)型扭轉(zhuǎn)減振器圖3為三級的扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)圖。輪轂8為扭轉(zhuǎn)減振器與曲軸的連接件。橡膠元件2、6和10的一側(cè)與輪轂8硫化在一

4、起，另外一側(cè)分別與慣性質(zhì)量1、5和11硫化在一起。物體4由特氟龍材料制成，因此齒圈4、5之間可以相互轉(zhuǎn)動。慣性質(zhì)量1與橡膠元件2、慣性質(zhì)量5與橡膠元件6、慣性質(zhì)量11與橡膠元件10組成三級并聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器。圖 3 三級并聯(lián)扭轉(zhuǎn)減振器(2) 兩級串聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器 圖4為兩級串聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)圖。輪轂7為扭轉(zhuǎn)減振器和曲軸前端的連接件，物體2和物體3之間的連接為緊配合，兩者組成一慣性質(zhì)量。橡膠件1的一側(cè)與輪轂7硫化在一起，另一側(cè)與物體3硫化在一起。橡膠件4 的一側(cè)與物體3硫化在一起，另外一側(cè)與慣性質(zhì)量5硫化在一起。物體6是由特氟龍材料制成的剛?cè)?，因此物體5和物體6之間可以相互轉(zhuǎn)動。由于慣性質(zhì)量5

5、和橡膠元件4組成的扭轉(zhuǎn)減振器是串聯(lián)連接在由物體2和3合成的慣性質(zhì)量和橡膠元件1組成的扭轉(zhuǎn)減振器上的，因此，圖4所示的扭轉(zhuǎn)減振器為兩級串聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器。圖 4 兩級串聯(lián)式扭轉(zhuǎn)減振器2.3 橡膠硅油扭復(fù)合轉(zhuǎn)減振器圖 5 硅油橡膠復(fù)合式扭轉(zhuǎn)減振器圖5為一硅油橡膠兩級復(fù)合式曲軸扭轉(zhuǎn)減振器。物體1與發(fā)動機的曲軸相連接，物體2、3與物體1為緊配合。橡膠件4的兩側(cè)分別與物體2和皮帶輪5硫化在一起，皮帶輪5為一慣性質(zhì)量，與橡膠件4一起組成一級橡膠阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器。物體6、7、8和9由特氟龍材料組成，與他們相連接的兩個物體之間可以相互的移動。物體12為硅油減振器的慣性質(zhì)量，它與由物體3和11之間組成的密封腔之間

6、充滿硅油，硅油與慣性質(zhì)量12組成一級硅油阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器。由于橡膠阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器（由彈性阻尼元件4和慣性元件5組成）和硅油阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器為并聯(lián)的型式，因此，圖5所示的曲軸減振器為兩級并聯(lián)的硅油橡膠復(fù)合式扭轉(zhuǎn)減振器。圖 6彎扭復(fù)合式減振器2.4 彎扭復(fù)合式減振器圖6為彎扭復(fù)合式減振器的結(jié)構(gòu)圖。輪轂4為扭轉(zhuǎn)減振器與曲軸前端的連接件，物體3與物體4之間為緊配合，因此物體3可以視為輪轂的一部分。齒圈1兼做慣性質(zhì)量，與橡膠件2一起組成一個扭轉(zhuǎn)減振器，物體6與橡膠件5組成彎曲減振器。3 小結(jié)本文介紹了發(fā)動機曲軸系統(tǒng)中應(yīng)用的多級扭轉(zhuǎn)減振器和扭轉(zhuǎn)彎曲復(fù)合式減振器的若干結(jié)構(gòu)形式，這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的曲軸減振器在我