[发明专利]坚固的摆锤曲轴缓冲器

说明书

本发明公开了一种具有橡胶或弹性体缓冲器的缓冲器夹，该缓冲器夹与用来连接到内燃发动机曲轴的摆锤总成一起使用。缓冲器夹具有与由冲压钢形成的摆锤支架一起使用的特定用途。通过使用冲压钢支架，产生提供更坚固的缓冲器的更多空间。摆锤支架缓冲器夹可以是两个分离的L形夹或单个U形夹。如果摆锤支架缓冲器夹包括两个单独的夹子，则每个夹子包括连接到缓冲器的缓冲器表面以及用于通过诸如螺栓的紧固件将夹子连接到摆锤支架和曲轴的连接腿。缓冲器表面具有通道，摆锤支架通过该通道，从而将缓冲器表面分成两个表面。缓冲器连接到每个表面。

技术领域

所公开的发明构思总体上涉及用于内燃发动机的冲压钢摆锤曲轴(pendulumcrankshaft)。更具体地，所公开的发明构思涉及一种用于冲压钢曲轴摆锤的坚固的缓冲器(bumper)装置，其通过提供坚固的缓冲器来防止摆锤总成在摆锤支架上的金属对金属的冲击，所述缓冲器包括连接到夹子上的由尼龙或另一耐用材料形成的衬垫。夹子固定到冲压钢摆锤上。

背景技术

具有相对少量气缸的内燃发动机为汽车制造商提供了对改进燃料经济性的需求来说具有吸引力的解决方案。为了补偿立方容积的减少，车辆制造商开发了提升发动机功率的技术，例如直接燃料喷射、涡轮增压和用于进气和排气凸轮轴的可变正时技术。以这种方式，六缸和八缸发动机可以按比例缩小而不会损失可用的马力。

具有少量气缸的发动机的不期望的结果是由未被消除的力(例如第一和第二发动机顺序作用力)引起的高曲轴扭转振动和高发动机体振动。这种扭转振动最终通过发动机支架传递到车辆结构上。

工程师通过各种方法在一定程度上管理这些振动，其中许多方法增加了制造成本并降低了燃料经济性。克服过度振动的一种公认的解决方案是在曲轴上设置一个或多个摆锤以降低曲轴的扭转振动以及由此产生的车辆噪声和不平顺性。这种安装在曲轴上的摆锤用作振动吸收器，因为它们被调节以解决并且因此减少由摆动转矩产生的振动，从而平滑曲轴的扭矩输出。这种方法也被一些飞机活塞发动机的设计者采用，其中摆锤平滑输出扭矩并减小曲轴本身内的应力。

在转让给本申请的受让人的美国专利No.4,739,679中阐述了与发动机曲轴相关联的摆锤振动吸收器的示例。根据本专利中提出的设置，摆锤包括内曲的凸轮从动件表面，其与固定在摆锤支架上的销式凸轮交替地接合和脱离。

曲轴摆锤通过可在配合的弯曲轨道上移动的成对辊子与摆锤支架互连。虽然摆锤和曲轴之间的可移动关系存在多种变化，但是通常结合滚动销作为这两个部件之间的接触点。

每个滚动销需要摆锤滚动销轨道，辊子可以在其中滚动。已知的滚动销轨道在轨道的壁和滚动销之间具有很大的距离。当发动机运转并且曲轴旋转时，离心力使摆锤保持在其完全脱开位置。摆锤通过左右移动来响应摆动转矩。这减小了到变速器的摆动转矩，从而改善了NVH(噪声、振动和粗糙性)。如果摆动转矩太高，摆锤可能撞击缓冲器。在这种情况下，摆锤将需要失谐。摆锤撞击的其他时间是在启动和停止期间没有足够的离心力克服重力时。在这三种情况下，缓冲器旨在降低金属撞击金属的NVH(噪声、振动和粗糙性)。在这个位置，离心力足以克服重力，并且扭转力低致不会导致摆锤来回移动。然而，当发动机关闭并且曲轴的旋转运动停止时，离心运动也停止，并且摆锤不再保持在其全速位置，可以移动到其最大行程状态，其中如果摆锤的停止位置“达到”曲轴的中线之上或者大体在曲轴的中线之上，则摆锤经历由重力导致的下落。如果摆锤被停止在这个位置，则其在金属对金属撞击之前将下落，这会因此增加发动机中以及最终引起的在车辆中的不期望的NVH(噪声、振动和粗糙性)。

为了补偿该下落，橡胶缓冲器被设置于摆锤上或摆锤支架上以缓冲金属对金属接触。当摆锤过度受激或在发动机起动或关闭期间，缓冲器撞击它们的止挡。在已知的设计中，缓冲器被插入形成在摆锤中或摆锤支架中的盲袋(blind pocket)中。由于夹持长度不足，这些缓冲器易于从它们的袋中掉出，因此不仅不能实现其预期目的，而且还产生堵塞油管的风险，从而导致发动机早期故障。