多边形弹簧联接器制造技术

一种多边形联接器将扭矩源联接至扭矩消耗器，使得联接器的输入和输出部分可在扭矩传递期间相对于彼此弹性旋转，以适应扭矩从扭矩源传递时的转速变化。在实施例中，扭矩源是内燃机，其在发动机曲轴和支撑电动发电机的扭矩传递段之间具有一体式可切换联接器。多边形联接器包括轴向重叠的多边形凸形部分和凹形部分，凸形部分和凹形部分协作以在一体式可切换联接器的输出与扭矩传递段的输入之间传递扭矩。凸形部分和凹形部分中的至少一个包括凹部，该凹部形成与多边形的凸角相邻的柔性臂，柔性臂允许这些部分在较小的角位移上相对于彼此旋转，从而改善了曲轴旋转振动的衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多边形弹簧联接器
本专利技术涉及传递扭矩的联接器，尤其涉及用于各种工业应用中(例如与内燃机相关联的混合发电和存储系统中)的联接器。
技术介绍
具有结合了电动发电机和电能存储系统的内燃机的混合动力电动车辆已经成为汽车领域，特别是乘用车领域中值得关注的焦点。混合动力电动车辆系统的开发直到最近才开始引起人们对商用和越野汽车(例如，2-8级车辆的卡车和公共汽车，土方设备和铁路应用，以及固定式内燃机-动力装置)的极大兴趣。转让给本申请人并通过全文引用并入本文的美国专利申请第15/378,139号公开了提供混合动力电动技术优势的新颖方法，在该方法中混合动力电动车辆系统位于发动机的前端，其中电动发电机以几乎不需要延伸车辆前部长度的方式布置。该系统称为前端电动发电机或“FEMG”系统。如本说明书中所使用的，发动机的“前端”是与发动机产生的扭矩输出从其传递到主扭矩消耗器(例如车辆的变速器和驱动轴或固定式发动机装置的负载(例如泵驱动器))的端相对的端。通常，发动机的后端是发动机的飞轮所在的位置，而前端是部件(诸如发动机驱动的附件(例如，空调和压缩空气压缩机，发动机冷却风扇，冷却液泵，动力转向泵))所在的位置。在该前端电动发电机系统中，电动发电机位于发动机的前部区域，相对于发动机曲轴的旋转轴线一侧横向偏移，并被支撑在电动发电机与发动机曲轴前端正前方的区域之间的扭矩传递段(也称为“驱动单元”)上。扭矩传递段可以采取窄深度平行轴齿轮箱的形式，布置成其输入旋转轴线与发动机曲轴同轴。前端发电机系统的重要特征在于，电动发电机经由扭矩传递段和扭矩传递段与曲轴的前端之间的可切换联接器(即，可脱离的)与发动机曲轴交换扭矩。可切换联接器包括直接联接至发动机曲轴的发动机侧部分，可与发动机侧部分接合以在其间传递扭矩的驱动部分，以及接合装置，优选地是在驱动部分与发动机侧部分之间的轴向致动离合器。联接器的发动机侧部分包括与传统的曲轴阻尼器不同的曲轴振动阻尼器(以下称为“阻尼器”)，传统的曲轴阻尼器是作为专用曲轴振动抑制装置固定到曲轴的独立元件。这种布置使得能够以灵活的方式在附件驱动器，电动发电机和发动机之间传递扭矩，例如，使附件驱动器由不同的扭矩源(例如，发动机和/或电动发电机)驱动，使发动机是驱动作为发电机的电动发电机的转矩源，和/或使电动发电机联接到发动机并作为马达操作以充当车辆推进转矩源的补充。特别优选地，可切换联接器是一体式离合器-带轮-阻尼器单元，其具有在发动机侧阻尼器部分和驱动部分之间的离合器。驱动侧部分包括构造成联接至扭矩传递段的发动机端的驱动凸缘，该驱动凸缘在其外周向上还包括一个或多个驱动带轮段。该优选构造还使带轮，离合器和阻尼器三个全部同心地布置，其中这些元件中的至少两个沿其旋转轴线彼此部分地重叠。该布置导致可脱离联接器的轴向深度大大减小，从而有助于将FEMG安装在发动机前方的空间受限的环境中。通过将离合器，带轮和阻尼器的轴向深度减小到驱动带轮围绕所有或至少基本上所有的联接器的离合器和发动机侧阻尼器部分同心延伸的点，可以进一步最小化联接器的轴向深度。可选地，离合器，带轮和阻尼器部分中的一个或多个可以根据需要与其他部分同轴布置，但不与其他部分轴向重叠，以适合来自不同发动机供应商的发动机的特定前端布置。例如，在带驱动器未与阻尼器对齐的发动机应用中(即，例如在一些发动机布置中，阻尼器围绕其外周向没有带驱动凹槽)，联接器的带轮部分的带驱动表面不需要与阻尼器轴向重叠。在阻尼器的外周向上有带驱动表面，而在安装在阻尼器前部中的带轮上又有带驱动表面的其他应用中(例如在一些Detroit发动机中)，将用于代替原始的阻尼器和带轮的联接器可在阻尼器上方轴向延伸的带轮上布置有两个带驱动表面(即，阻尼器与阻尼器和离合器两者基本上轴向重叠)，或者在阻尼器的外周向上布置有带驱动表面，例如，用于驱动从未与曲轴断开连接的发动机附件(例如发动机冷却液泵)，而另一带驱动表面位于在离合器上方轴向延伸的带轮构件上。以前，曲轴阻尼器通常设计成具有外部分，通常是同心环，该同心环弹性地连接到直接安装在曲轴的前端上的阻尼器的内毂。这样的阻尼器被设计成使得外部分的惯性将允许外部分以有效匹配并抵消曲轴旋转振动(即，由“微小”引起的曲轴旋转中的小角度不规则度与施加到曲轴的单个力脉冲相关联的曲轴的加速度和减速度(例如，单个气缸燃烧事件，单个气缸压缩冲程阻力等))的频率围绕内毂同心振荡。如果不加以解决，这些曲轴转速振荡会严重损坏发动机的内部部件。在曲轴的前端增加可切换联接器(例如申请号15/378,139中公开的离合器-带轮-阻尼器单元)有可能在可切换联接器关闭时改变曲轴的曲柄刚度，并且扭矩传递段由此联接到曲轴。当如此联接时，扭矩传递段齿轮系和附接的电动发电机可使曲轴具有增加的惯性，这会影响大量弹性系统的固有频率。结果可能是曲轴振动的阻尼效果不如预期。
技术实现思路
本专利技术提供一种可切换联接器，其通过在离合器-带轮-阻尼器单元中包括弹性部分来解决该问题，该弹性部分有效地将扭矩传递段和电动发电机的许多附加惯性与发动机曲轴隔离。优选地，在扭矩输入段的驱动输入联接至可切换联接器的输出(在申请号15/378,139中的离合器-带轮-阻尼器单元和齿轮箱中，经由凸形-凹形花键连接)的点处，提供了多边形联接器，其中凸形多边形部分和凹形多边形部分中的至少一个具有在其中并入了附加柔性的区域。例如，在三角形多边形联接器的凸形侧面上，可以在三个角的每个附近设置槽(或其他几何形状)，当由来自曲轴的角振动脉冲加载时，该槽允许每个角稍微弯曲。这种布置将允许扭矩传递段-可切换联接布置的凸形部分响应于曲轴振动而相对于凹形部分稍微旋转。本专利技术不限于槽构造，而是可以使用任何孔径几何形状，其提供对曲轴加速/减速脉冲的期望量的弹性响应。在本专利技术使用具有振动吸收特征的多边形驱动布置的情况下，通过振动吸收特征，曲轴与扭矩传递段和电动发电机的惯性有效地隔离。因此，离合器-带轮-阻尼器单元的设计方式应使其曲轴所见的振动响应范围保持在曲轴振动范围内，同时确保曲轴仍能将其全部驱动扭矩传递至扭矩传递段和电动发电机。多边形联接器的形状不限于三角形多边形，而是可以具有任意数量的侧，只要如三角形示例中那样对多边形进行修改以引起期望的联接器柔性即可。而且，本专利技术不限于任何特定的形状(例如，椭圆形，狗骨形)，只要该形状的振动吸收部分允许联接器吸收周向振动，同时仍保持传递从曲轴到扭矩传递段的扭矩输出的能力即可，如花键联接器。本专利技术的多边形联接器不限于用在前端电动发电机系统中，或者不限于用在存在内燃机的应用中。本专利技术的多边形联接器的潜在应用包括其中扭矩在旋转联接器上传递(例如在从动轴和驱动轴之间传递)的任何应用。这样的应用包括各种工业应用，例如与电动机，压缩机，泵，齿轮驱动器，变速器等之间的扭矩传递。此外，本专利技术不限于内燃机应用，而是可以与任何形式的动力传递装置(诸如配备有电动驱动马达的车辆的电动机)一起使用。当结合附图考虑时，根据本专利技术的以下详细描述，本专利技术的其他目的，优点和新颖特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多边形联接器，其特征在于，包括：/n输入元件，所述输入元件被构造为传递通过联接器段的扭矩；/n输出元件，所述输出元件被构造为与所述输入元件同轴地旋转，/n其中/n所述输入元件和所述输出元件中的一个包括所述多边形联接器的多边形凸形部分，并且所述输入元件和所述输出元件中的另一个包括所述多边形联接器的多边形凹形部分，/n所述多边形联接器的所述凹形部分被构造为沿所述输入元件的旋转轴线与所述多边形联接器的所述凸形部分轴向重叠，/n所述凹形部分被构造为与所述凸形部分协作以跨所述多边形联接器传递扭矩，/n所述多边形联接器的所述凸形部分和所述凹形部分中的至少一个包括多个凹部，所述多个凹部被构造为使得弹性柔性臂形成为与所述多边形联接器的凸角相邻，并且/n所述弹性柔性臂被构造为以允许所述凸形部分和所述凹形部分相对于彼此围绕所述旋转轴线旋转的方式、以径向向内和径向向外中的至少一个移位。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180614 US 16/008,6791.一种多边形联接器，其特征在于，包括：
输入元件，所述输入元件被构造为传递通过联接器段的扭矩；
输出元件，所述输出元件被构造为与所述输入元件同轴地旋转，
其中
所述输入元件和所述输出元件中的一个包括所述多边形联接器的多边形凸形部分，并且所述输入元件和所述输出元件中的另一个包括所述多边形联接器的多边形凹形部分，
所述多边形联接器的所述凹形部分被构造为沿所述输入元件的旋转轴线与所述多边形联接器的所述凸形部分轴向重叠，
所述凹形部分被构造为与所述凸形部分协作以跨所述多边形联接器传递扭矩，
所述多边形联接器的所述凸形部分和所述凹形部分中的至少一个包括多个凹部，所述多个凹部被构造为使得弹性柔性臂形成为与所述多边形联接器的凸角相邻，并且
所述弹性柔性臂被构造为以允许所述凸形部分和所述凹形部分相对于彼此围绕所述旋转轴线旋转的方式、以径向向内和径向向外中的至少一个移位。


2.根据权利要求1所述的多边形联接器，其特征在于，其中：
所述输入元件是能够由通过所述输出元件传递到所述输入元件的扭矩驱动的部件的旋转元件。


3.根据权利要求2所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述部件是电动机，压缩机，泵，齿轮驱动器或变速器。


4.根据权利要求3所述的多边形联接器，其特征在于，其中：
所述旋转元件是轴或齿轮。


5.根据权利要求2所述的多边形联接器，其特征在于，其中：
所述部件是混合动力电动前端电动发电机系统的扭矩传递段，并且
所述输出元件是所述混合动力电动前端电动发电机系统的离合器-带轮-阻尼器单元的输出。


6.根据权利要求5所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述输入元件是所述扭矩传递段的齿轮，并且
所述输出元件是所述离合器-带轮-阻尼器单元的带轮。


7.根据权利要求1所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述凸形部分在所述输入元件处，并且
所述凹形部分在所述输出元件处。


8.根据权利要求1所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述凹形部分在所述输入元件处，并且
所述凸形部分在所述输出元件处。


9.根据权利要求1所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述多个凹部与所述凸形部分的所述凸角相邻。


10.根据权利要求1所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述多个凹部与所述凹形部分的所述凸角相邻。


11.根据权利要求1所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述弹性柔性臂被构造为使得所述臂响应于跨所述多边形联接器传递的扭矩量的变化而改变臂位移量。


12.根据权利要求11所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述弹性柔性臂被构造为使得当所述多边形联接器联接至动力传递装置时，所述弹性柔性臂响应于由使所述动力传递装置的旋转速度变化振荡引起的跨所述多边形联接器传递的扭矩的量的变化，而改变所述臂位移量。


13.根据权利要求12所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述动力传递装置是内燃机。


14.根据权利要求13所述的多边形联接器，其特征在于，其中
所述输出元件联接至所述内燃机的曲轴。


15.一种多边形联接器，其特征在于，包括：
输入装置，所述输入装置用于传递通过联接段的扭矩；
输出装置，所述输出装置用于将所述扭矩传递到所述输入装置，所述输出装置布置成与所述输入装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·克拉文森佐，
申请(专利权)人：邦迪克斯商用车系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US