Адаптивный гаситель крутильных колебаний
ADAPTIVE DAMPER OF TORSIONAL VIBRATIONS

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гасителям крутильных колебаний коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.
Известна конструкция вязкостного амортизатора (патент РФ №2388950 МПК F16F 15/173, опубл. 10.05.2010) состоящего из корпуса и крышки, причем корпус и/или крышка изготовлены из стального листа, и внутри корпуса расположен подвижный, предпочтительно установленный плавающим в текучей среде зубчатый обод маховика, причем вязкостный амортизатор имеет отверстие под подшипник, так же на корпусе и/или на крышке предусмотрены, по меньшей мере, два находящихся на одной совместной окружности центрирующих выступа, при этом центрирующие выступы изготовлены в виде отдельных конструктивных элементов и разъемным способом соединены с крышкой и/или с корпусом.
Наиболее близким к предлагаемому решению является гаситель крутильных колебаний жидкостного трения (патент РФ №2225955 МПК F16F 15/173, опубл. 20.03.2004) содержащий корпус, крышку, маховик, пробку заливного отверстия, жидкость с высокой вязкостью, фланец крепления гасителя, отверстия под крепление гасителя, центрирующий элемент, выполненный в виде отдельной пластины, которая крепится к крышке, при этом диаметр поверхности центрирования превышает диаметр расположения наружной периферии крепежных отверстий.
Однако, данные конструкции не позволяют гасить крутильные колебания в широком диапазоне изменения частот вращения коленчатого вала, что влияет на ресурс двигателя.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание адаптивного гасителя крутильных колебаний для двигателя внутреннего сгорания эффективного в широком диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала,
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение заключается в увеличение эффективности демпфирования крутильных колебаний в широком диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала, что позволит увеличить ресурс работы двигателя.
Технический результат достигается тем, что в адаптивном гасителе крутильных колебаний, содержащем корпус, крышку, маховик расположенный внутри корпуса на втулке в среде жидкости с высокой вязкостью, фланец с отверстиями для крепления гасителя, новым является то, маховик выполнен составным и содержит среднюю часть и две крайние части, втулка, на которой расположен маховик, имеет, по меньшей мере, четыре паза, равномерно расположенные по наружной поверхности относительно друг друга, в крайних частях маховика со стороны их внутренних диаметров выполнены, по меньшей мере, четыре выступа, входящие в пазы втулки, а средняя часть маховика установлена свободно на втулке на подшипниках скольжения, все части маховика фиксируются на втулке стопорным кольцом, в крайних частях маховика, на их наружных диаметрах выполнены, по меньшей мере, по три равноудаленных друг от друга косых отверстий, с наклоном в сторону средней части маховика, в которых расположены подпружиненные клинья, фиксирующие среднюю часть маховика, по наружной поверхности которой в направлении центра имеются, по меньшей мере, три равномерно расположенные отверстия с подпружиненными фиксаторами внутри них.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид адаптивного гасителя крутильных колебаний.
На фиг. 2 изображен разрез адаптивного гасителя крутильных колебаний (вид сбоку).
На фиг. 3 изображен крайний маховик адаптивного гасителя крутильных колебаний и его разрез (вид сбоку).
На фиг. 4 изображен центральный маховик адаптивного гасителя крутильных колебаний и его вид сверху.
На фиг. 5 изображена втулка для посадки маховиков адаптивного гасителя крутильных колебаний.
На фиг.6 изображены подшипники скольжения и стопорное кольцо адаптивного гасителя крутильных колебаний.
Позиции фиг. 1-6: 1 - корпус, 2 - жидкость с высокой вязкостью, 3 - подшипники скольжения, 4 - средняя часть маховика, 5 - подпружиненные косые клинья, 6 - крайние части маховика, 7 - стопорное кольцо, 8 - крепежные отверстия, 9 - втулка, 10 - крышка, 11 - подпружиненные фиксаторы, 12 - косые отверстия для подпружиненных косых клиньев, 13 - прорези для подпружиненных фиксаторов, 14 - пазы втулки, 15 - выступы маховика, 16 - паз втулки для установки стопорного кольца.
Устройство состоит из корпуса 1, который включает в себя рабочее пространство и фланец с отверстиями 8 для крепления гасителя к коленчатому валу (на чертежах не изображен). Корпус 1 закрывается крышкой 10. Внутри корпуса 1 в среде жидкости с высокой вязкостью 2 на втулке 9 с, по меньшей мере, четырьмя пазами 14, равномерно расположенными по наружной поверхности относительно друг друга, расположен составной маховик, две крайние части маховика 6, в которых со стороны внутреннего диаметра имеется, по меньшей мере, четыре выступа 15, входящие в пазы втулки 9. Средняя часть маховика 4 установлена свободно на втулке 9 на подшипниках скольжения 3, а все части маховика 4 и 6 фиксируются стопорным кольцом 7, установленным в пазе 16 втулки 9. В крайних частях маховика 6 выполнены, по меньшей мере, три равноудаленные друг от друга косые отверстия 12, в которых расположены подпружиненные косые клинья 5, закрытые со стороны корпуса 1 резьбовыми заглушками. Под действием этих косых клиньев 5, собранные на втулке 9, три части маховика 4 и 6 в свободном состоянии неподвижны относительно друг друга и в покое составляют одну целую конструкцию. Средняя часть маховика 4 имеет, по меньшей мере, три равноудаленные отверстия 13, расположенные равномерно по наружной поверхности в направлении центра маховика, в которых расположены подпружиненные фиксаторы 11, установленные с возможностью радиального перемещения и закрытые кольцевыми заглушками. Устройство работает следующим образом.
Адаптивный гаситель крутильных колебаний с помощью крепежных болтов через отверстия 8 во фланце гасителя крепится к коленчатому валу (на чертежах не изображен). При работе двигателя в коленчатом валу от периодического действия давления газов возникают крутильные колебания, при появлении которых две крайние части Маховика 6 и одна средняя часть маховика 4 как одно целое внутри гасителя начинают совершать вращательное движение относительно корпуса 1. При увеличении частоты вращения коленчатого вала косые клинья 5 у крайних частей маховика 6, сжимая пружины, перемещаются от центра и освобождают среднюю часть маховика 4. При этом меняется частота собственных колебаний гасителя и повышается эффективность его работы. При дальнейшем увеличении частоты вращения фиксаторы 11 средней части маховика 4, преодолевая усилие пружин, смещаются от центра и останавливают среднюю часть маховика 4, что увеличивает Поверхность трения крайних частей маховика 6, в результате повышается эффективность работы гасителя крутильных колебаний. В результате использования в конструкции составного маховика с переменным моментом инерции, гаситель работает в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала. Фиксация средней части маховика 4 при высоких частотах вращения увеличивает эффективную площадь трения, что позволяет при высоких частотах вращения повысить эффективность работы устройства.