汽车发动机橡胶阻尼式多级扭转

1、汽车发动机曲轴减振器上官文斌1,2，杨明生1，李耀龙2(1 华南理工大学 汽车工程学院. 广州 510641) (2 宁波拓普减震系统有限公司. 宁波 315800)1 前言汽车发动机曲轴是一个非常重要的部件，它的制造工艺复杂，质量要求高。当发动机工作时，曲轴的振动主要为扭转方向的振动，同时弯曲方向也可能产生振动。如何减小曲轴的振动，是发动机曲轴设计的重要内容之一。减少曲轴振动的常用手段是在曲轴前端安装减振器。目前在汽车发动机曲轴系统中广泛应用的是橡胶阻尼式单级扭转减振器，其阻尼值偏小，常常达不到曲轴系统的减振要求。本文介绍了当今在国外发动机中应用较多的若干复杂结构型式的汽车发动机曲轴减振器，

2、 希望国内的发动机生产厂家在开发新机型时，应采用这些具有良好减振性能的曲轴减振器的新结构，以提高国产发动机曲轴的寿命和降低发动机的振动和噪声。2 曲轴减振器2.1 单级的扭转减振器 (a) 曲轴皮带轮兼做惯性质量 (b) 具有单独的惯性质量图 1 单级扭转减振器图1为两种常见结构形式的单级扭转减振器，其中，图1(a)的惯性质量1同时兼做皮带轮，因此图1(a)中的橡胶件2同时承受扭转和径向方向的载荷；图1(b)中的惯性质量1不作为传动件，橡胶2仅仅承受扭转方向的动载荷，其橡胶的疲劳寿命较图1(a)中橡胶的疲劳寿命更容易满足设计要求。因此，在单级曲轴扭转减振器的设计中，应优先考虑图1(b)所示的结

3、构形式。2.2 多级橡胶阻尼式扭转减振器(1) 多级并联式扭转减振器图2为两级并联式扭转减振器。物体6为轮毂，是扭转减振器与发动机曲轴的连接件；物体3和物体4（齿圈）为紧配合，合成为一个惯性质量，与橡胶元件5组成一级扭转减振器。物体7和物体8为由特氟龙材料制成的部件，因此物体3和物体6之间可以相互转动。物体1为另一惯性质量，与橡胶件2组成一阶扭转减振器。橡胶件2和5一侧硫化在轮毂6上，另外一侧则硫化在惯性质量上，因此，图2所示的扭转减振器为两级并联式扭转减振器。图 2两级并联型扭转减振器图3为三级的扭转减振器的结构图。轮毂8为扭转减振器与曲轴的连接件。橡胶元件2、6和10的一侧与轮毂8硫化在一

4、起，另外一侧分别与惯性质量1、5和11硫化在一起。物体4由特氟龙材料制成，因此齿圈4、5之间可以相互转动。惯性质量1与橡胶元件2、惯性质量5与橡胶元件6、惯性质量11与橡胶元件10组成三级并联式扭转减振器。图 3 三级并联扭转减振器(2) 两级串联式扭转减振器 图4为两级串联式扭转减振器的结构图。轮毂7为扭转减振器和曲轴前端的连接件，物体2和物体3之间的连接为紧配合，两者组成一惯性质量。橡胶件1的一侧与轮毂7硫化在一起，另一侧与物体3硫化在一起。橡胶件4 的一侧与物体3硫化在一起，另外一侧与惯性质量5硫化在一起。物体6是由特氟龙材料制成的刚圈，因此物体5和物体6之间可以相互转动。由于惯性质量5

5、和橡胶元件4组成的扭转减振器是串联连接在由物体2和3合成的惯性质量和橡胶元件1组成的扭转减振器上的，因此，图4所示的扭转减振器为两级串联式扭转减振器。图 4 两级串联式扭转减振器2.3 橡胶硅油扭复合转减振器图 5 硅油橡胶复合式扭转减振器图5为一硅油橡胶两级复合式曲轴扭转减振器。物体1与发动机的曲轴相连接，物体2、3与物体1为紧配合。橡胶件4的两侧分别与物体2和皮带轮5硫化在一起，皮带轮5为一惯性质量，与橡胶件4一起组成一级橡胶阻尼式扭转减振器。物体6、7、8和9由特氟龙材料组成，与他们相连接的两个物体之间可以相互的移动。物体12为硅油减振器的惯性质量，它与由物体3和11之间组成的密封腔之间

6、充满硅油，硅油与惯性质量12组成一级硅油阻尼式扭转减振器。由于橡胶阻尼式扭转减振器（由弹性阻尼元件4和惯性元件5组成）和硅油阻尼式扭转减振器为并联的型式，因此，图5所示的曲轴减振器为两级并联的硅油橡胶复合式扭转减振器。图 6弯扭复合式减振器2.4 弯扭复合式减振器图6为弯扭复合式减振器的结构图。轮毂4为扭转减振器与曲轴前端的连接件，物体3与物体4之间为紧配合，因此物体3可以视为轮毂的一部分。齿圈1兼做惯性质量，与橡胶件2一起组成一个扭转减振器，物体6与橡胶件5组成弯曲减振器。3 小结本文介绍了发动机曲轴系统中应用的多级扭转减振器和扭转弯曲复合式减振器的若干结构形式，这些复杂结构的曲轴减振器在我