減振器、製造減振器的方法和用於消減發動機振動的減振布置的製作方法
2023-06-23 00:14:16 4
專利名稱：減振器、製造減振器的方法和用於消減發動機振動的減振布置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的減振器，所述減振器包括本體部分，通過所述本體部分所述減振器可被緊固到待減振的物體上，一個振蕩件活動布置在所述本體部分的空間中，所述振蕩件通過至少一個彈簧連接到所述本體部分上。
本發明還涉及一種根據權利要求9的前序部分所述的用於製造減振器的方法。
本發明進一步涉及一種根據權利要求10的前序部分所述的發動機的減振布置。
活塞式發動機的振動是已公知的，且為了減輕振動，提出了多種不同的解決方案如平衡解決方案。在發動機中，可以注意到，發動機和與其相連附接的附件如一個或多個壓縮機的振動形式是部分振動形式。在這種情況下，涉及到總振動形式的問題，即發動機及其子構造一起形成振動系統。發動機還可包括某附件的局部振動，由此就振動方面而言，確定了附件的動力學性質。
對局部振動進行控制通常比對整個構造的總振動進行控制更容易。在局部振動中，可更容易地改變剛度、緊固性、質量等。然而，在對發動機總振動進行控制的過程中，改變需求可針對發動機本身，由此可能需要增加汽缸體等的剛度。在需要使用標準發動機部件的情況下，這自然是不可能的。在尋求新的解決方案時，還必須考慮到成本。
在所有類型的振動中，發動機的質量力和氣體力用作發動機的激勵源。在發動機的減振中存在的具體困難在於，具有不同尺寸(汽缸數量、汽缸直徑等)的發動機的振動性質彼此不同。進一步地，發動機的運行速度對振動也有影響。
為了消減振動，例如美國專利5,816,373中披露了一種解決方案，其中振蕩件被布置在包含可壓縮氣體的空間中的彈簧之間。由於減振器的操作尤其取決于振蕩件的質量及其尺寸(節流)、氣體性質和彈簧性質，因此這種解決方案中的裝置總是不得不被製成一定尺寸且分別進行生產用以消減具有一定頻率的振動。
本發明的目的在於製造一種最大限度地減少與現有技術相關聯的問題的減振器。本發明的另一個目的在於製造一種減振器，所述減振器的減振性質即使在製造後仍可易於改變。
本發明的目的主要如所附權利要求1、9和10中披露的那樣得以實現且在其它權利要求中進行了更嚴密地說明。更具體而言，本發明的基本思想在于振蕩件包括可拆卸地彼此緊固在一起的一個以上部分。因此，可通過使用具有標準形狀的某些部件對所述振蕩件進行組裝以便具有所需質量。
所述振蕩件優選包括兩個端部件和布置在所述端部件之間的多個中間部件。在多種應用中，所述端部件優選總是相似的且所述振蕩件的最終總重量由所述中間部件的選擇而決定。所述中間部件優選包括調節圓盤和/或支承套筒，在每種情況下，所述調節圓盤和/或支承套筒的長度取決於調節圓盤的數量。所述振蕩件的形狀大體上為圓柱形且其包括用於將其支承到所述殼體構造上的平行於其縱向軸線的貫通孔。所述振蕩件的外周位於距所述本體部分較短距離的位置處。
所述振蕩件的形狀大體上為圓柱形且其包括用於將所述振蕩件支承到所述本體部分上的平行於其縱向軸線的貫通孔。此外，所述振蕩件的軸承(bearing)裝置已經被布置與所述端部件相連。
所述振蕩件的所述本體部分包括由第一端壁和第二端壁限定出的圓柱形空間。所述振蕩件的導軸位於所述圓柱形空間的中心軸線的位置上，所述導軸從所述第一端壁延伸至所述第二端壁。所述導軸包括大體上延伸達所述導軸的整個長度的空間。與所述空間的相對端部鄰近的是在所述導軸的所述空間與所述振蕩件的不同側上的所述本體部分的空間之間形成流動連接的開口。這種構造使得所述振蕩件能夠進行移動從而導致減振介質流根據所述振蕩件的移動和位置通過所述導軸的所述空間並進入所述振蕩件的不同側上的所述本體部分的所述空間內。
所述減振介質可實現流動，這是因為用於調節所述導軸的所述空間與所述本體部分的所述空間之間的所述流動連接的裝置與所述導軸的所述空間相連。
所述振蕩件被布置以便由彈簧支承到所述第一端壁和所述第二端壁上。
在一種根據本發明的用於製造減振器的方法中，在所述方法中藉助至少一個彈簧將振蕩件布置在所述本體部分的所述空間中，通過使多個部件彼此聯接而形成所述振蕩件。
在根據本發明的用於消減包括至少一個附件的發動機的振動的布置中，在所述布置中所述至少一個附件被剛性附接到所述發動機上，減振器已經被布置與所述至少一個附件相連。所述減振布置優選包括用於控制溫度的裝置，所述裝置被連接到所述發動機的介質循環裝置上。
下面通過實例並結合所附示意圖對本發明進行描述，在所述附圖中
圖1示出了與發動機相連的減振器；圖2示出了根據本發明的減振器的一個實施例；圖3示出了圖1的剖面A-A；和圖4示出了根據本發明的另一個實施例。
圖1是包括渦輪增壓器2的活塞式發動機1的示意圖。根據本發明，減振器3已經被布置與發動機1的渦輪增壓器相連。減振器被剛性附接到渦輪增壓器2或其支承結構上。這意味著沒有使用與附件相連的大體上柔性的專用隔件。可藉助減振器將發動機和渦輪增壓器的振動級降低至所需頻率範圍。為了就溫度方面而言保持減振器的操作穩定，減振器設有控溫裝置4、5、6。可通過為實際減振器3設置殼體構造6而實施控溫裝置，所述殼體構造經由通道4與發動機的介質循環裝置如潤滑和冷卻系統相連接。在一些情況下，減振器還可設有風機5，通過所述風機可實現冷卻。
圖2和圖3更詳細地示出了圖1所示的減振器3。減振器包括本體部分，已經通過第一端壁11和第二端壁12在所述本體部分內布置了封閉空間19。空間19和本體部分的剖面優選是圓的。端壁以適當方式如通過螺栓連接(圖中未示出)緊固到本體部分上且使得配合表面是緊密的。導軸13被布置在減振器3內部的空間19中且位於其中心軸線上，所述導軸大體上從第一端壁11延伸至第二端壁。振蕩件20，即活塞，已經沿導軸的縱向軸線被活動地布置在導軸上，所述振蕩件包括與其縱向軸線平行的貫通孔20.1，振蕩件通過所述貫通孔被裝配在導軸上。導軸被布置在減振器的本體部分的中心線上。將導軸支承到端壁上的緊固凸緣14被布置在鄰近第二端壁的導軸13的端部中。導軸和緊固凸緣14被布置在端壁中設置的凹部中。
空間15已經被布置在導軸中，所述空間從導軸的一端幾乎延伸通過全部導軸。優選通過鑽孔獲得該空間。此外，開口16、17已經被布置在導軸的壁部13中，通過所述開口在導軸的空間15與本體部分的空間19的振蕩件的兩側之間形成了流動連接。因此，當振蕩件移動時，減振介質可從振蕩件的一側向其另一側流動。導軸的另一端設有調節螺栓或針18，所述調節螺栓或針與流通開口17布置在一起以使得可通過調節螺栓或針對流通開口17進行阻斷，即節流。藉助該布置，當振蕩件進行移動時有可能使減振介質在空間19中實現流動且由此實現振動的消減性質。根據每種情況所需的減振效應選擇減振介質，所述減振介質可以是適當的氣體或液體如油。
在殼體構造6中，第二外殼10.1已經被布置與本體部分10的外表面相連，殼體10.1形成了本體部分10中的冷卻介質的空間。還設置了與外殼相連的用於引導冷卻介質進入該空間並從該處離開的連接導管10.2、10.3。這允許使用冷卻介質以控制本體部分和整個減振器的溫度且保持所述溫度處於所需水平。溫度通過影響減振介質的粘度而對設備的操作產生影響。
藉助包括至少一個彈簧29的彈簧系統將振蕩件20直接或通過導軸的軸環部分13.1和緊固凸緣14支承到第一端壁和第二端壁上，如圖2所示。此處，彈簧系統包括在振蕩件兩側上的多個獨立彈簧。根據本發明，振蕩件由多個部分形成，由此改進了調節減振器的可能性。
振蕩件20包括本體部分21和蓋部分22。位于振蕩件與導軸13之間的軸承布置23、24已經被設置與上面提到的部分相連，從而使得本體部分21和蓋部分包括軸承布置23、24。多個中間部件25，即調節圓盤25.1-25.3被設置在本體部分和蓋部分之間，通過所述中間部件可影響到振蕩件的質量。中間部件位於本體部分21與蓋部分22之間且在圖2所示的實施例中它們都通過螺紋杆26和螺帽27進行緊固以形成組件。此處，在本體部分21與蓋部分22之間保持了一定空間，即一定的縱向距離，且如果所需總質量使得不必要使用填充整個可得空間的中間部件數量，那麼支承套筒25.4與螺紋杆相結合使用。這尤其實現了使在每種情況下調整減振器所需要的質量可被布置在以標準尺寸生產的本體部分與蓋部分之間的空間中的優點。可通過布置不同數量的中間部件而改變振蕩件的質量。還可能由具有不同密度的材料生產中間部件。因此，可在不改變振蕩件的外部尺寸的情況下改變其質量，由此可能使物理確定尺寸的過程標準化。然而重要的是，振蕩件中的所有部分不可相對於彼此進行移動。本體部分21、蓋部分22和中間部件25的形狀可與圖中所示的那些部分不同；然而，關鍵的是它們的形狀是旋轉對稱的且它們的質心位於中心軸上。
可在振蕩件中布置流路28以使減振介質充注空間19，由此振蕩件的移動可導致減振介質沿流路進行流動。減振介質可經由流通開口16和17和空間19進行相應的流動。可通過改變調節螺栓或針18的位置而調節經由該路徑進行的流動以及振蕩件的減振效應。
圖4示出了根據本發明的減振器的另一個實施例。所述減振器在結構上對應於圖2所示的結構，且在下文中主要僅結合與圖2所示特徵不同的特徵進行說明。此處，本體部分10設有具有更小直徑的區域10.4，該區域形成了上肩部10.5和下肩部10.6(如圖所示)。此處，兩個疊置的環30、31被布置靠在肩部上，由套筒32實現環的緊固。所述環在空間19中朝向中心延伸以使得在它們與振蕩件20之間僅存在小的間隙。所述間隙用作減振介質的流路和節流點。另一方面，在環30、31的周圍限定出的間隙保持處于振蕩件與本體部分10之間。突出環21.2被布置在振蕩件的外周上，且沿縱向軸線的方向在環之間的區域中圍繞振蕩件延伸，突出環被形成連接到與振蕩件的本體部分21分開的殼體21.1上。殼體和本體部分也可成一整體，如圖2所示。突出環21.2本身用作減振介質的節流點且對於所述設備的減振調整產生影響。
為了消減振蕩件的移動，環30、31沿其周部設有貫通孔33，所述貫通孔的尺寸和位置可用以影響介質的流量，即進行節流。疊置環的開口可具有不同尺寸且部分疊置，這改進了節流的可調節性。可通過使環與中心軸線彼此相關地旋轉至適當位置而移動開口33的位置。
在操作中，當減振器的振蕩件在空間19中的導軸上進行前後振蕩時，其產生反作用力。可通過改變振蕩件的質量、通過改變彈簧系統的彈簧常數且通過充注空間19的減振介質及其流動而實現對反作用力的幅度、頻率和相角的影響作用。減振器將振動能量轉換成熱量，當減振介質在振動活塞的驅使下在狹窄節流點中從一個空間向另一個空間流動時，形成所述熱量。
本發明不限於在此所述的實施例，而是可設想在所附權利要求的範圍內的多種變型。
權利要求
1.一種減振器(3)，包括本體部分(10)，通過所述本體部分所述減振器可被緊固到待減振的物體上、活動地布置在所述本體部分(10)的空間(19)中且通過至少一個彈簧(29)被緊固到所述本體部分上的振蕩件(20)，其特徵在於，所述振蕩件(20)包括可拆卸地彼此緊固在一起的一個以上的部分(21、22、23、24、25、26、27)。
2.根據權利要求1所述的減振器，其特徵在於，所述振蕩件(20)包括兩個端部件和布置在所述端部件之間的多個中間部件(25)。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的減振器，其特徵在於，所述振蕩件(20)大體上呈圓柱形且其包括平行於其縱向軸線的貫通孔(20.1)。
4.根據權利要求1所述的減振器，其特徵在於，所述本體部分(10)包括由第一端壁(11)和第二端壁(12)限制出的圓柱形空間(19)，且沿所述圓柱形空間的中心軸線布置了振蕩件的導軸(13)，所述導軸包括空間(15)和鄰近其相對端的用以在所述導軸的所述空間(15)與所述本體部分的所述空間(19)之間形成流動連接的開口(16、17)。
5.根據權利要求4所述的減振器，其特徵在於，用於調節所述導軸的所述空間(15)與所述本體部分的所述空間(19)之間的所述流動連接的裝置(18)被設置與所述導軸的所述空間(15)相連。
6.根據權利要求2所述的減振器，其特徵在於，所述振蕩件的軸承裝置(23、24)已經被布置與所述端部件(21、22)相連。
7.根據權利要求4所述的減振器，其特徵在於，所述振蕩件被布置以藉助彈簧(29)受到所述第一端壁(11)和所述第二端壁(12)的支承。
8.根據權利要求2所述的減振器，其特徵在於，所述中間部件包括調節圓盤(25.1、25.2、25.3)和支承套筒(25.4)。
9.一種製造減振器(3)的方法，其中可移動振蕩件(20)藉助至少一個彈簧(29)被布置在所述本體部分(10)的所述空間中，其特徵在於，通過使多個部分(21、22、23、24、25、26、27)彼此緊固在一起而形成所述振蕩件(20)。
10.一種用於減輕活塞式發動機中的發動機振動的布置，包括發動機(1)和至少一個附件(2)如渦輪增壓器的組件，其中所述至少一個附件(2)被剛性地附接到所述發動機上，其特徵在於，減振器(3)與所述至少一個附件(2)緊固相連。
11.根據權利要求10所述的用於減輕發動機振動的布置，其特徵在於，所述減振布置包括連接到所述發動機的介質循環裝置(4)上的控溫裝置(5、6)。
全文摘要
一種減振器(3)，包括本體部分(10)，通過所述本體部分所述減振器可被緊固到待減振的物體上、活動地布置在所述本體部分(10)的空間(19)中且通過至少一個彈簧(29)被緊固到所述本體部分上的振蕩件(20)，所述振蕩件(20)包括可拆卸地彼此緊固在一起的一個以上的部分(21、22、23、24、25、26、27)。本發明還涉及一種製造減振器(3)的方法和一種減輕活塞式發動機中的振動的布置。
文檔編號F16F9/44GK1871449SQ200480030931
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月12日 優先權日2003年10月20日
發明者H·米科納霍 申請人:瓦特西拉芬蘭有限公司