發動機磁流變扭振減振器的製作方法
2023-06-01 11:27:31 2
專利名稱：發動機磁流變扭振減振器的製作方法
技術領域：
本發明具體涉及一種用於降低發動機曲軸扭轉振動的減振器。
背景技術：
眾所周知，發動機在工作中曲軸將產生不可避免的扭轉振動，這種振動有損於機器設備，甚至造成曲軸或傳動軸疲勞故障而損壞，尤其在高速、高壓的發動機中情況更為嚴重。有的發動機軸系扭振烈度雖未達到使曲軸斷裂的程度，但曲軸的扭轉變形卻導致了主軸瓦剝落燒損，乃至正時齒輪或其它傳動附件破壞。此外，曲軸的扭轉變形還會使發動機噪聲增大。因此，削減曲軸扭轉振動是發動機設計中急待解決的問題。目前削減扭轉振動比較有效的措施是在曲軸上加裝扭振減振器，最有代表性的是傳統的矽油扭振減振器。主要原理是根據曲軸固有頻率來設計削減曲軸共振時的振幅，其減振器的阻尼特性是不可調的，而當發動機在共振頻率以外的其他頻率下運行時，固定阻尼特性的減振器則達不到最佳的減振效果。因此，為了能使曲軸在其他頻率下也能達到更好的減振效果。就需要考慮對扭振減振器進行一種寬帶的設計改進。
發明內容
針對上述技術缺陷，本發明的目的是提供一種磁流變扭振減振器，能使發動機曲軸在共振頻率以及共振頻率以外的其他頻率段也能實現良好的減振目的。本發明的目的通過以下技術方案實現。發動機磁流變扭振減振器包括環形殼體、 慣性圓盤、減磨襯套、導電線圈、磁流變液、導線以及絕緣導管。在環形殼體內設有慣性圓盤，環形殼體的內圓外端設有減磨襯套，慣性圓盤在環形殼體內可以圍繞耐磨襯套自由轉動。慣性圓盤裝有導電線圈。在環形殼體與慣性圓盤的間隙中充滿磁流變液，減磨襯套接有導線，導線經過環形殼體的絕緣導管由減振器中心軸引出。減磨襯套與環形殼體以及慣性圓盤相接觸的部分做絕緣處理。導管與環形殼體密封。磁流變液由載液、可磁化的分散粒子、表面活性劑組成，載液為矽油。本發明的原理為在外加磁場的作用下，磁流變液中的磁極化粒子沿磁場方向運動，磁化運動使粒子首尾相聯，形成鏈狀或網狀結構，使磁流變液的流動特性發生變化，從而達到改變對慣性圓盤阻尼力的目的。發動機工作時減振器殼體隨曲軸一起產生扭轉振動，由於圓盤具有慣性，它的運動就始終比環形殼體的運動的周期性滯後一些，因此圓盤與殼體之間便存在著相對運動。此時，間隙中磁流變液的阻尼對發動機曲軸就會起到減振的作用。因為在減振器內的慣性圓盤上安裝了導電線圈，所以導線的引出方式將成為關鍵技術。由於慣性圓盤和殼體之間有相對移動，而減磨襯套與環形殼體無相對移動，因此，導線通過減磨襯套引出。將導線置於絕緣導管內，並保證與環形殼體進行良好的密封，以保證高壓油不會從導線以及絕緣導管內洩漏。本發明的特點以及所產生的有益效果是，對於傳統的矽油扭振減振器，其旋轉阻尼力是不可調的，其阻尼係數只是作為削減共振振幅的最佳阻尼係數。而本發明利用導電線圈通電產生磁場而控制磁流變液流動的特性，其旋轉阻尼力是可以調整的，通過改變線圈電流的大小來改變外加磁場力，從而改變磁流變液的阻尼特性。使其不僅在曲軸共振時能達到良好的減振效果，而且通過調整阻尼，可以使其在其他頻率下能達到比矽油減振器更好的減振效果。
圖1為本發明結構原理主視圖。圖2為圖1的1/2側視剖面圖。圖3為發動機臺架扭振試驗結果。
具體實施例方式以下結合附圖並通過具體實施例對本發明的結構作進一步的說明。需要說明的是本實施例是敘述性的而不是限定性的。發動機磁流變扭振減振器其結構為在環形殼體1內設有慣性圓盤4，環形殼體1 的內圓外端設有減磨襯套2，慣性圓盤4在環形殼體內可以圍繞耐磨襯套2自由轉動。慣性圓盤裝有導電線圈3，在環形殼體與慣性圓盤的間隙中充滿磁流變液5。減磨襯套接有導線 6，導線經過環形殼體的絕緣導管7由減振器中心軸引出。減磨襯套2與環形殼體1以及慣性圓盤4相接觸的部分做絕緣處理。導管7與環形殼體1密封。磁流變液5由載液、可磁化的分散粒子、表面活性劑組成，載液為矽油。環形殼體和慣性圓盤通過模具成型，然後在慣性圓盤上安裝導電線圈，慣性圓盤在殼體內以圍繞著耐磨的襯套光滑轉動。導電線圈點引線通過減振器中心軸連接到外部電源。使用時將減振器殼體與曲軸端部緊密聯接，讓它隨曲軸一起產生扭轉振動。通過改變電流大小來改變磁場，從而改變磁流變液的阻尼力，使扭振減振器達到更優的減振效果。根據設計製造減振器樣件將本實施例裝配在某型號發動機上，進行了發動機臺架扭振性能試驗，測量減振器扭振振幅、軸向線性振幅等參數。發動機臺架扭振試驗結果如圖 1所示。從圖中可看出，與普通矽油減振器相比，磁流變扭振減振器不僅能在共振頻率時實現良好的減振效果，而且在其他頻率段內也能實現良好的減振效果。
權利要求
1.發動機磁流變扭振減振器，包括環形殼體、慣性圓盤、減磨襯套、導電線圈、磁流變液、導線以及絕緣導管，其特徵是在環形殼體(1)內設有慣性圓盤G)，環形殼體(1)的內圓外端設有減磨襯套O)，慣性圓盤(4)在環形殼體內可以圍繞耐磨襯套O)自由轉動，慣性圓盤裝有導電線圈(3)，在環形殼體與慣性圓盤的間隙中充滿磁流變液(5)，減磨襯套接有導線(6)，導線經過環形殼體的絕緣導管(7)由減振器中心軸引出。
2.按照權利要求1所述的發動機磁流變扭振減振器，其特徵是所述減磨襯套( 與環形殼體(1)以及所述慣性圓盤(4)相接觸的部分做絕緣處理。
3.按照權利要求1所述的發動機磁流變扭振減振器，其特徵是所述導管(7)與所述環形殼體(1)密封。
4.按照權利要求1所述的發動機磁流變扭振減振器，其特徵是所述磁流變液(5)由載液、可磁化的分散粒子、表面活性劑組成，載液為矽油。
全文摘要
本發明公開了一種發動機磁流變扭振減振器，其結構為在環形殼體內設有慣性圓盤，環形殼體的內圓外端設有減磨襯套，慣性圓盤在環形殼體內可以圍繞耐磨襯套自由轉動。慣性圓盤裝有導電線圈，在環形殼體與慣性圓盤的間隙中充滿磁流變液。減磨襯套接有導線，導線經過環形殼體的絕緣導管由減振器中心軸引出。本發明利用導電線圈通電產生磁場而控制磁流變液流動的特性，其旋轉阻尼力可以調整，改變了傳統矽油扭振減振器其阻尼係數僅能是單一阻尼係數的缺陷。本發明通過改變電流的大小來改變外加磁場力，從而改變磁流變液的阻尼特性。使其不僅在曲軸共振時能達到良好的減振效果，而且可以在其他頻率下能達到比矽油減振器更好的減振效果。
文檔編號F16F9/53GK102168736SQ20111011509
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月5日 優先權日2011年5月5日
發明者衛海橋, 楊康, 梁興雨, 王月森, 舒歌群, 董立輝 申請人:天津大學