RU2185551C2

RU2185551C2 - Torsional damper

Info

Publication number: RU2185551C2
Application number: RU95113780A
Authority: RU
Inventors: М.А. Минасян
Original assignee: Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: torsional damper has housing, hub, number of chambers made in form of piston spring-loaded at both sides. Above-piston and under-piston spaces of each cup are connected by channels with throttling valves. Cups are filled with viscous liquid and are covered by lids. Angle of tilting of chambers relative to uniformly spaced radial axes is 0≤α≤180^°. EFFECT: improved torsional vibration damping. 2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а более конкретно к усовершенствованию демпферов крутильных колебаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and more particularly to the improvement of torsional vibration dampers of internal combustion engines (ICE).

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. Known vibration damper of rotating shafts according to US patent 4044627, class. F 16 F 15/00, 1971, comprising a housing with an axisymmetric annular chamber filled with a viscous fluid in which an inertial mass in the form of an annular flywheel is located, and elastic elements are radially located between the cylindrical surfaces of the flywheel and the housing.

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. The disadvantages of the known damper are damping in a narrow range of disturbing frequencies and the inability to change the characteristics of the damper for efficient damping of bending vibrations in a wide range of speed modes.

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.The invention is aimed at improving vibration dampers. This is achieved by the fact that:
the damper is equipped with throttling devices, additional inertial masses and covers;
additional chambers filled with a viscous fluid are made in the casing; moreover, the chambers are located asymmetrically to the damper axis and are installed at an angle α relative to the axes uniformly spaced along the radius of the casing, the number of which corresponds to the number of chambers;
the angle α of the location of the cameras relatively evenly spaced along the radius of the housing axis is selected in the range 0≤α≤180 ^° ;
the number of caps corresponds to the number of chambers, and in each of the chambers there is an inertial mass spring-loaded on both sides in the form of a piston dividing the chamber into over- and under-piston cavities, which are connected by a corresponding throttling device;
chambers with throttling devices are either located in the flywheel, or are made separately in the form of glasses, and the throttling device is made either separately or directly installed in the corresponding piston and made in the form of adjustable valves. The enclosures of the individual chambers are fastened together, for example, by welding, using various means in the form of bolted joints, plates, clamps, rings, or a combination of one with the other.

На фиг.1-6 представлены некоторые примеры расположения камер. Figure 1-6 presents some examples of the location of the cameras.

На фиг. 7 представлен демпфер, где камера с дросселирующими каналами размещены в корпусе. In FIG. 7 shows a damper where a chamber with throttling channels is housed in a housing.

На фиг. 8 представлен демпфер, где камеры выполнены в виде отдельных корпусов образующие стаканы. In FIG. 8 shows a damper, where the cameras are made in the form of separate housings forming glasses.

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. Figure 9 shows the damper with separate housings for each chamber in the form of glasses, and the throttling device is installed in the corresponding piston and is made in the form of channels with adjustable valves.

На фиг.1-6 для наглядности соблюдены масштабы ступиц А и значение наружного диаметра В демпфера. 1-6, for clarity, the scale of the hubs A and the value of the outer diameter B of the damper are observed.

Диаметры С, D и E соответственно на фиг.2, 4 и 5 показывают отдаленность камер от ступицы А. The diameters C, D and E, respectively, in figure 2, 4 and 5 show the remoteness of the cameras from the hub A.

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. The angle of inclination α of the chambers relative to the equally spaced radial axes OR, the remoteness of the chambers from the axis O of the damper (or hub A), the displacement e of the base of the chambers from the radial axes OR (Fig. 6) and the number of chambers determine the degree of compactness of the damper and the sensitivity (or response) of inertial mass

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. The torsional vibration damper comprises a housing 1 with a hub 2, chambers 3, each of which contains an inertial mass in the form of a piston 4, spring-loaded on both sides by springs 5 and 6, which are in a state of preliminary tension. Above- and under-piston cavities of each chamber 3 are interconnected by channels 7 with throttling valves 8. The chambers 3 are filled with a viscous fluid 9 and are closed with covers 10.

Работа демпфера крутильных колебаний применительно к установкам с ДВС заключается в следующем. The operation of the torsional vibration damper as applied to ICE installations is as follows.

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. When the unit is operated with an internal combustion engine under the action of forced torsional vibrations under the influence of mainly disturbing moments of the tangential forces from the gas pressure in the cylinders, the inertial masses move - pistons 4 of a variable direction, and, as follows from the figures shown in Figs. 1-6, paired II, II-II, III-III of the piston 4 (Fig. 1) create a pair of forces (moment) with directions opposite to the driving moments.

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. Due to the elastic elements - springs 5, 6 and due to friction in the chamber 3 with the relative movement of the pistons 4 bypass through the gap between the pistons 4 and the glasses of the glasses 3 and one cavity into another and through the throttling channels 7 and valve 8, the connection between the inertial masses 4 and hub 2, and hence the absorption of vibrational energy of torsional vibrations.

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. The damper also has an effective dynamic effect on the torsion system, i.e. reduces the frequencies of free torsional vibrations, respectively, moving the resonant frequencies, but the main effect on the torsion system is provided by the damper through friction, i.e. it absorbs part of the energy supplied by the disturbing moment, and turns it into heat, which is removed from the system. As a result of introducing additional friction into the system, the amplitudes of torsional vibrations decrease.

Конструктивные особенности демпфера, особенно представленного на фиг.8, 9, обеспечивают равномерное охлаждение демпфирующей жидкости, так как при этом вся цилиндрическая поверхность вокруг камер открытая. The design features of the damper, especially shown in Figs. 8, 9, provide uniform cooling of the damping fluid, since the entire cylindrical surface around the chambers is open.

Claims

1. Torsional vibration damper, comprising a housing, a chamber made therein filled with a viscous fluid, an inertial mass spring loaded on both sides of the chamber and a cover, characterized in that it is equipped with throttling devices, additional inertial masses and covers, additional chambers are made in the housing filled with a viscous liquid, and the chambers are located asymmetrically to the axis of the damper and are installed at an angle α relative to the axes uniformly spaced along the radius of the body, the number of which corresponds to a number of cameras, wherein the angle is selected within 0≤α≤180 ^°, the number of covers corresponding to the number of cameras, and in each of the chambers arranged spring-mounted on both sides of the inertial mass in the form of a piston dividing the chamber at the supra- and subpiston chamber, which are connected to respective throttling device.

2. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that each throttling device is installed in the corresponding piston and is made in the form of channels with adjustable valves.