ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЙ ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
THERMO-PLASTIC DAMPER OF TORSION VIBRATIONS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к устройствам, позволяющим гасить крутильные колебания, и может быть использовано в двигателестроении.
Известны два основных типа демпферов крутильных колебаний ВАЗ2123-1001058 и ВАЗ21214-1001058-01, использующих эффект гашения колебаний за счет внутреннего трения, возникающего в деформируемом под воздействием динамических нагрузок упругом теле из эластомерного материала, соединяющем ведущую и ведомую части демпфера. Упругое тело демпферов первого, наиболее распространенного типа представляет собой варианты эластомерной прослойки, коаксиально соединяющей привулканизованные к ней металлические части демпфера. Основным достоинством данной конструкции является ее простота, достигаемая совмещением в упругом теле функционального (обеспечивающего демпфирование) и конструктивного (обеспечивающего взаимную ориентацию частей демпфера) назначения. Недостатками существующих конструкций являются: ограниченные возможности передачи крутящего момента - в пределах сил адгезии эластомера к металлу; возможность разрушения при нагреве в процессе эксплуатации, неремонтнопригодность, а также высокая стоимость технологического процесса подготовки контактирующих с эластомерной прослойкой поверхностей и самой вулканизации.
Этих недостатков лишены демпферы, использующие в качестве упругого тела комплект из нескольких независимых, устанавливаемых путем механической сборки упругих элементов из эластомерного материала, однако они требуют усложнения конструкции демпфера за счет применения дополнительных деталей, обеспечивающих крепление упругих элементов и коаксиальность ведущей и ведомой частей [1]. Кроме того, упругие элементы и места контакта с ними имеют, как правило, достаточно сложную форму и нетехнологичны в изготовлении.
Целью изобретения является создание максимально простой, технологичной в изготовлении и эффективной конструкции демпфера, объединяющей достоинства аналогов [2] и обеспечивающей конкурентоспособность в массовом производстве. Этим требованиям отвечает предлагаемая конструкция демпфера, выполненного за один цикл литья детали, обеспечивающим демпфирование за счет различных свойств термопластичных полимеров. Упругая часть демпфера (см. чертеж), состоящего из резиноподобного полимера 2, заставляет работать массивную часть демпфера 1, более твердый термопластик с высокой температурой плавления, в противофазе, таким образом, вибрации гасятся за счет упругих сил сопротивления. Запрессовка арматуры 3 в более твердый наружный слой термопласта 2 обеспечит изменение частотных характеристик демпфера.
Таким образом, упругий элемент совмещает как функциональное (демпфирование и передача крутящего момента), так и конструктивное (обеспечение взаимной ориентации частей демпфера) назначение, позволяя избежать применения дополнительных деталей, но и путем последующей запрессовки в них арматуры в виде цилиндрических стержней обеспечить статическую деформацию упругих элементов, позволяя изменить таким образом частотные характеристики демпфера.
Поскольку все производство данного термопластичного демпфера происходит за один цикл литья детали за счет разности температур плавления термопластов, составляющих конструкцию демпфера, что позволяет изготавливать его на высокопроизводительных многоместных прессформах. Исключается момент сборки, что является оптимальным с точки зрения организации производства и минимизации производственных затрат.
Чертеж отражает процессы - впрыснули более твердый наружный слой 1, обладающий более высокой температурой плавления (впрыска), в процессе охлаждения наступает точка температуры впрыска резиноподобного 2 (упругого) слоя, наружные слои еще сохраняют способность к адгезии. Чтобы жесткие слои термопласта не попадали в зону нахождения упругого полимера на момент их впрыска, зона заполнена выдвижным кольцом, сохраняющим место для резиноподобного слоя пластмассы, обеспечивающего демпфирование. Закладная арматура 3 запресована в более твердый слой термопласта.
Достоинствами предлагаемой конструкции являются:
- значительно меньший, по сравнению с прототипом, вес изделия, обеспечивающий соответствующее снижение инерционных нагрузок при изменении оборотов двигателя;
- возможность применения при изготовлении технологий массового производства, обеспечивающих высокую производительность изготовления и сборки изделия за счет применения термопластавтоматов.
- возможность получения путем формования в прессформе необходимых размеров, формы и шероховатости поверхности изделия без дополнительной механической обработки.
Источники информации
1. Динамика нагружения масляного слоя высоконагруженной детали из композиционного материала после поверхностного пластического деформирования. Материалы межгосударственного научно-технического семинара. Выпуск 21 (проблемы экономичности эксплуатации ДВС). Саратов, 2008.
2. Шкив коленвала инжекторного двигателя внутреннего сгорания. Патент №2304244 от 10.08.07, Москва.