ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 2002 года по МПК F16F15/10 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а более конкретно к усовершенствованию демпферов крутильных колебаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен демпфер колебаний вращающихся валов по патенту США 4044627, кл. F 16 F 15/00, 1971 г., содержащий корпус с осесимметричной кольцевой камерой, заполненной вязкой текучей средой, в которой расположена инерционная масса в виде кольцевого маховика, а между цилиндрическими поверхностями маховика и корпуса радиально расположены упругие элементы.

Недостатками известного демпфера являются гашение колебаний в узком диапазоне возмущающихся частот и невозможность изменения характеристик гасителя для эффективного гашения изгибных колебаний в широком диапазоне скоростных режимов.

Изобретение направлено на усовершенствование демпферов колебаний. Это достигается тем, что:
демфер снабжен дросселирующими устройствами, дополнительными инерционными массами и крышками;
в корпусе выполнены дополнительные камеры, заполненные вязкой жидкостью, причем камеры расположены асимметрично оси демпфера и установлены под углом α относительно равномерно расположенных по радиусу корпуса осей, число которых соответствует числу камер;
угол α расположения камер относительно равномерно расположенных по радиусу корпуса осей выбран в пределах 0≤α≤180^°;
число крышек соответствует числу камер, а в каждой из камер размещена подпружиненная с двух сторон инерционная масса в виде поршня, делящего камеру на над- и подпоршневую полости, которые соединены соответствующим дросселирующим устройством;
камеры с дросселирующими устройствами размещены или в маховике, или выполнены отдельно в виде стаканов, а дросселирующее устройство выполнено или отдельно, или непосредственно установлено в соответствующем поршне и выполнено в виде регулируемых клапанов. Крепление корпусов отдельных камер между собой производится, например сваркой, с помощью различных средств в виде болтовых соединений, пластин, хомутов, колец или сочетания одних с другими.

На фиг.1-6 представлены некоторые примеры расположения камер.

На фиг. 7 представлен демпфер, где камера с дросселирующими каналами размещены в корпусе.

На фиг. 8 представлен демпфер, где камеры выполнены в виде отдельных корпусов образующие стаканы.

На фиг.9 представлен демпфер с отдельными корпусами для каждой камеры в виде стаканов, а дросселирующие устройство установлено в соответствующем поршне и выполнено в виде каналов с регулируемыми клапанами.

На фиг.1-6 для наглядности соблюдены масштабы ступиц А и значение наружного диаметра В демпфера.

Диаметры С, D и E соответственно на фиг.2, 4 и 5 показывают отдаленность камер от ступицы А.

Угол наклона α камер относительно равномерно расположенных радиальных осей ОR, отдаленность камер от оси О демпфера (или ступицы А), смещенность е основания камер от радиальных осей ОR (фиг.6) и количество камер определяют степень компактности демпфера и чувствительности (или срабатываемости) инерционных масс.

Демпфер крутильных колебаний содержит корпус 1 со ступицей 2, камеры 3, в каждой из которых размещена инерционная масса в виде поршня 4, подпружиненного с двух сторон пружинами 5 и 6, находящимися в состоянии предварительного натяжения. Над- и подпоршневые полости каждой камеры 3 связаны между собой каналами 7 с дросселирующими клапанами 8. Камеры 3 заполнены вязкой жидкостью 9 и закрыты крышками 10.

Работа демпфера крутильных колебаний применительно к установкам с ДВС заключается в следующем.

При работе установки с ДВС под действием вынужденных крутильных колебаний под влиянием в основном возмущающих моментов тангенциальных сил от давления газов в цилиндрах происходит движение инерционных масс - поршней 4 переменного направления, при этом, как следует из представленных на фиг.1-6, парные I-I, II-II, III-III поршня 4 (фиг.1) создают пару сил (момент) с направлениями, противоположными вынуждающим моментам.

За счет упругих элементов - пружин 5, 6 и за счет трения в камере 3 при относительном движении поршней 4 перепуске через зазор между поршнями 4 и стаканами стаканов 3 и одной полости в другую и через дросселирующие каналы 7 и клапана 8 осуществляется связь между инерционными массами 4 и ступицей 2, а следовательно и поглощение колебательной энергии крутильных колебаний.

Демпфер также оказывает эффективное динамическое воздействие на крутильную систему, т.е. снижает частоты свободных крутильных колебании, соответственно перемещая резонансные частоты, но главное воздействие на крутильную систему демпфер оказывает через трение, т.е. он поглощает часть энергии, подводимой возмущающим моментом, и превращает ее в тепло, которое отводится от системы. В результате введения в систему дополнительного трения уменьшаются амплитуды крутильных колебаний.

Конструктивные особенности демпфера, особенно представленного на фиг.8, 9, обеспечивают равномерное охлаждение демпфирующей жидкости, так как при этом вся цилиндрическая поверхность вокруг камер открытая.

Использование: изобретение относится к области машиностроения в частности двигателестроения, а более конкретно-усовершенствование демпферов крутильных колебаний ДВС. Сущность изобретения: демпфер содержит корпус, ступицу, ряд камер выполненных в виде поршня, подпружиненного с двух сторон. Над - и подпоршневые полости каждого стакана связаны между собой каналами с дросселирующими клапанами. Стаканы заполнены вязкой жидкостью и закрыты крышками. Угол наклона камер относительно равномерно расположенных радиальных осей составляет 0≤α≤180^°. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Демпфер крутильных колебаний, содержащий корпус, выполненную в нем камеру, заполненную вязкой жидкостью, установленную в камере подпружиненную с двух сторон инерционную массу и крышку, отличающийся тем, что он снабжен дросселирующими устройствами, дополнительными инерционными массами и крышками, в корпусе выполнены дополнительные камеры, заполненные вязкой жидкостью, причем камеры расположены асимметрично оси демпфера и установлены под углом α относительно равномерно расположенных по радиусу корпуса осей, число которых соответствует числу камер, причем угол выбран в пределах 0≤α≤180^°, число крышек соответствует числу камер, а в каждой из камер размещена подпружиненная с двух сторон инерционная масса в виде поршня, делящего камеру на над- и подпоршневую полости, которые соединены соответствующим дросселирующим устройством. 2. Демпфер крутильных колебаний по п. 1, отличающийся тем, что каждое дросселирующее устройство установлено в соответствующем поршне и выполнено в виде каналов с регулируемыми клапанами.