[发明专利]具有用于改善NVH的完全一体式缓冲器的曲轴用摆锤

说明书

公开了一种用于曲轴摆锤的一体式全环绕缓冲器。摆锤包括两个半部。连续的镜像缓冲器接收的通道形成在每个摆锤半部中。当两个半部被附接时，该缓冲器被夹在两个半部之间并且被挤压配合保持。每个摆锤半部都包括升高中心区域和一对凹入区域，其中，每个凹入区域形成在升高区域的一侧。侧壁形成在升高区域和凹入区域的交叉点处。沿着升高区域的下边缘形成底壁。每个半部中的连续通道沿着侧壁的一部分并且沿着底壁的整个长度形成。纵长一体式缓冲器环绕侧壁和底壁并且从升高区域延伸超过侧壁和底壁。

技术领域

本公开的发明构思总体上涉及一种用于内燃机的摆式曲轴。更具体地，本公开的发明构思涉及一种一体式缓冲器布置，其通过提供在两个摆锤半部之间组装时不能从其位置滑动的单个装置来防止摆锤总成在摆支架上的金属对金属的碰撞。

背景技术

具有相对少量的气缸的内燃机为机动车辆制造商提供了一种有吸引力的解决方案，以满足改进燃料经济性的需要。为了补偿立方容积的减少，车辆制造商开发用于提高发动机功率的技术(诸如直接燃料喷射、涡轮增压以及用于进气和排气凸轮轴的可变正时)。以这种方式，可以缩小六缸和八缸发动机，而不会损失可用的功率。

具有少量气缸的发动机的不期望的结果是由未被抵消的力(诸如第一和第二发动机顺序力(engine order force))引起的高曲轴扭转振动和高发动机组振动。这种扭转振动最终通过发动机架传递到车辆结构。

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建造成本并降低了燃料经济性。克服过度振动的一个可接受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随之而来的车辆噪音和粗糙性。这种曲轴安装的摆锤在调节时起到减振器的作用，并且因此减少由摆动扭矩产生的振动，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所采用，其中摆锤平滑输出扭矩并且减少曲轴本身内的应力。

在转让给本即时申请的受让人的美国专利号4,739,679中陈述了与发动机曲轴相关联的摆锤减振器的示例。根据本专利所述的布置，摆锤包括内曲线凸轮从动件表面，该内曲线凸轮从动件表面与固定在摆支架上的销式凸轮交替地接合和脱离。

曲轴摆锤通过在配对弯曲轨道上可移动的成对的滚子与摆支架相互连接。虽然摆锤和曲轴之间的可移动关系存在许多变化，但是通常将滚动销作为这两个部件之间的接触点。

每个滚动销需要一个摆锤滚动销轨道，滚子可在其中滚动。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。当发动机运行并且曲轴旋转时，离心力将摆锤保持在其全速位置(full out position)。摆锤通过左右移动来响应摆动扭矩。这将减小对变速器的摆动扭矩以提高噪声、振动以及粗糙性(NVH)。如果摆动扭矩太高，则摆锤能够撞击缓冲器。在这种情况下，将需要使摆锤失谐(detuned)。摆锤撞击的另一个时间是在当离心力不足以克服重力时的启动和关闭期间。缓冲器旨在在这三种情况下减少金属撞击金属的NVH。在这个位置上，离心力足以克服重力，并且扭转力很小而不会使摆锤来回移动。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不再保持在其全速位置的摆锤可能移动到其完全行进状态，其中如果摆锤的停止位置是“向上”或大体在曲轴的中线上方，则摆锤经历由重力引起的下落。如果摆锤停在该位置，则在金属对金属撞击(metal-on-metal)之前该摆锤会下落，从而增加发动机中不期望的NVH，并且增加车辆中不期望的NVH。

为了补偿这种下落，橡胶缓冲器位于摆锤或摆支架上，以缓冲金属对金属接触。当摆锤处于过度激励或在发动机启动或关闭期间时，缓冲器撞击停止摆锤。在已知设计中，缓冲器可以移出其组装位置，从而损害原始的NVH优点，并可能增加NVH问题。失位缓冲器也可能变得完全松动并且造成油管堵塞的风险，导致早期发动机故障。

因此，需要一种针对摆式缓冲器的新方法来解决与已知布置有关的问题。

发明内容