减小对置活塞式发动机中的噪声、振动和粗糙度

文档序号:1618256 发布日期:2020-01-10 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 减小对置活塞式发动机中的噪声、振动和粗糙度 (Reducing noise, vibration and roughness in opposed piston engines ) 是由 S·卡什亚普 A·B·萨哈拉布赫 J·M·凯斯勒 于 2018-06-01 设计创作,主要内容包括:一种对置活塞式发动机(10)包括以下各项中的至少两项:具有齿隙减小装置的齿轮系(30、630);粘性阻尼器(300);以及离心摆式减振器(400)。对置活塞式发动机(10)可以包括两个曲轴(621、622)和连接曲轴(621、622)的齿轮系(30、630)。可以使用任何粘性阻尼器(300)和离心摆式减振器(400)来减轻发动机(10)中的曲轴(621、622)中的扭转速度波动,并且可以在发动机(10)中使用多个粘性阻尼器(300)和/或离心摆式减振器(400)。齿隙减小装置可以包括用于调节齿轮系(30、630)中的齿轮(36a、36b、37、39a、39b、660、661、662、663)相对于彼此的位置的装置以及一个或多个齿隙减小齿轮(500)中的任一个。(An opposed-piston engine (10) includes at least two of: a gear train (30, 630) having backlash reducing means; a viscous damper (300); and a centrifugal pendulum absorber (400). The opposed-piston engine (10) may include two crankshafts (621, 622) and a gear train (30, 630) connecting the crankshafts (621, 622). Any of the viscous damper (300) and the centrifugal pendulum absorber (400) may be used to mitigate torsional velocity fluctuations in the crankshaft (621, 622) in the engine (10), and multiple viscous dampers (300) and/or centrifugal pendulum absorbers (400) may be used in the engine (10). The backlash reducing arrangement may comprise means for adjusting the position of the gears (36a, 36b, 37, 39a, 39b, 660, 661, 662, 663) in the gear train (30, 630) relative to each other and any of the one or more backlash reducing gears (500).)

减小对置活塞式发动机中的噪声、振动和粗糙度

相关申请

本申请包含与以下悬而未决的美国专利申请的主题有关的主题:2016年6月8日提交的美国申请15/176,818,现在为美国专利No.9,958,057;2012年2月23日提交并公布为US2012/0285422的美国申请13/385,539;2013年4月8日提交并公布为US 2014/0299109的美国申请13/858,943;2013年7月17日提交的美国申请13/944,787,现在为美国专利No.9,618,108;2013年11月7日提交并公布为US 2015/0020629的美国申请14/074,618;2014年8月4日提交的美国申请14/450,747,现在为美国专利No.9,772,030;以及2016年4月29日提交并公布为美国2017/0314646的美国申请15/142,261。

技术领域

本领域是减少内燃发动机中的噪声、振动和粗糙度(NVH)。更具体地,该领域涵盖通过齿轮游隙控制和减小发动机中曲轴的扭转振动的组合来减小对置活塞式发动机的齿轮系中的齿轮噪声和振动。

背景技术

内燃发动机中的齿轮振动可以导致强烈的嗡嗡声,尖锐的脉冲噪声(例如,嘎嘎声)或两者兼有。这些噪声可以导致操作员和乘客在车辆中极度不适。发动机的嗡嗡声和嘎嘎声也增加了持续的杂音,使靠近运输路线令人不快。因此,与车辆有关的性能标准和环境法规越来越多地包括NVH限制。

齿隙是通常存在于啮合齿轮中的间隙(例如,游隙),以解决制造公差,防止齿轮在较高的工作温度下粘合以及解决在发动机操作期间可能存在的齿轮的其他变化。在对置活塞式发动机的齿轮系中,在扭矩反转期间,驱动齿轮运动成与啮合中的对应从动齿轮的两个侧面接触,从而产生齿轮嘎嘎声,尤其是在系统中存在过大的齿隙时。

具有双曲轴的对置活塞式发动机的齿轮系固有地经历这样的事件,其中啮合的相邻齿轮的齿之间失去接触,从而产生嘎嘎声和振动。例如,在曲轴(即,曲柄前导部)之间提供相位差以便区分端口打开和关闭时间的情况下,齿轮系在发动机操作的每个周期中至少经历一次扭矩反转事件。当存在齿轮齿隙时,扭矩反转导致齿轮系发出嘎嘎声。

对置活塞式发动机中的齿隙控制可以在齿轮系中的噪声控制、摩擦损失最小化和扭矩的有效传递之间取得平衡。常规的齿隙控制包括这样的方法和设备,其在发动机操作之前(例如,空转齿轮的运动、选择合适齿轮的使用)或可能另外在发动机的操作和变更之后固定发动机的齿隙。诸如美国专利5,979,259中所描述的常规类型的剪式齿轮被一个或多个扭转弹簧预先张紧,以在剪式齿轮与相邻齿轮之间的齿轮啮合中吸收齿隙。通过使用粘性阻尼器、离心摆式减振器或它们的组合,可以减轻,即减小或消除对置活塞式发动机的曲轴扭转速度的波动。在发动机中,为了最小化噪声、振动和粗糙度,可将齿隙减轻与曲轴扭转速度波动减小装置相结合。

发明内容

在下面描述的实施例中,提供了用于动态控制具有一个或多个曲轴的对置活塞式发动机中的噪声、振动和粗糙度的系统和方法。可以通过组合齿隙减小装置(例如,剪式齿轮或其他抗齿隙装置)、离心摆式减振器和粘性阻尼器中的至少两个来减轻在发动机操作期间由齿隙和/或曲轴扭转速度的波动引起的噪声、振动和损失。

一些实施方式涉及对置活塞式内燃发动机,其包括齿轮系,该齿轮系具有将至少一个曲轴耦接到输出驱动器的齿轮的布置;以及齿轮系中的齿隙减小齿轮、至少一个曲轴上的离心摆式减振器和至少一个曲轴上的粘性阻尼器中的两个或更多个。

在相关方面,一些实施方式提供了对置活塞式内燃发动机,其包括齿轮系,该齿轮系具有将至少一个曲轴耦接到输出驱动器的齿轮的布置以及用于减小齿隙的装置和/或用于曲轴扭转速度波动减轻的装置。

以下特征可以以任何合适的组合存在于对置活塞式内燃发动机中。用于减轻曲轴扭转速度波动的装置可以包括粘性阻尼器、离心摆式减振器或任何等价物。在一些实施方式中,用于减轻曲轴扭转速度波动的装置可以包括粘性阻尼器和离心摆式减振器二者。发动机可以包括第一曲轴和第二曲轴,其中齿轮系包括附接到第一曲轴的第一曲柄齿轮和附接到第二曲轴的第二曲柄齿轮、至少一个空转齿轮和动力输出齿轮。用于减小齿隙的装置可以包括定位机构、剪式齿轮或其任何等价物。在一些方面,剪式齿轮在齿轮组件中可以具有两个或三个齿轮。在此类方面中,剪式齿轮可包括偏压弹簧、辊离合器和液压偏压装置中的任一个。另选地或另外地,齿隙减小装置可以包括至少一个空转齿轮。

在另一个相关方面,在一些实施方式中提供了减少对置活塞式发动机中的噪声、振动和粗糙度的方法。该方法可以包括使用齿隙减小装置来减小齿轮系中的嘎嘎声,并且在对置活塞式内燃发动机的操作期间抑制曲轴扭转速度波动。在一些实施方式中,该方法可以包括在对置活塞式内燃发动机起动时接合齿隙减小装置。

附图说明

图1是对置活塞式发动机中的汽缸、活塞和齿轮系的布置的侧视图。

图2A和图2B示出了对置活塞式发动机的实施例的示意图的侧视立体透视图,该对置活塞式发动机包括粘性阻尼器和离心摆式减振器。

图3示出了用于在对置活塞式发动机中使用的粘性阻尼器的实施例的剖视图。

图4A示出了用于在对置活塞式发动机中使用的离心摆式减振器的实施例。

图4B示出了用于与图4A所示的离心摆式减振器一起使用的示例性减振器质量组件的分解图。

图4C示出了用于在对置活塞式发动机中使用的离心摆式减振器的实施例。

图4D示出了用于与图4C所示的离心摆式减振器一起使用的示例性减振器质量组件的分解图。

图5示出了用于在对置活塞式发动机中使用的示例性齿隙减小齿轮。

图6示出了用于在对置活塞式发动机中使用的齿轮系的实施例。

图7是图6所示的齿轮系的剖视图。

图8示出了用于减小对置活塞式发动机中的噪声、振动和粗糙度的方法。

具体实施方式

描述了用于动态控制对置活塞式发动机中的齿隙的专用齿轮、系统和方法。使用齿隙减小齿轮,可以减小齿轮系中至少两个相邻齿轮之间的齿隙量,并且同时可以在发动机操作期间抑制由于相邻齿轮的齿之间的接触损失(例如由于系统扭矩反转)而引起的噪声和嘎嘎声。在发动机正在操作时,至少两个相邻齿轮之间的间隙的调节可以是连续的,并且可以响应于发动机的变化(诸如温度或磨损)进行调节。

图1示出了在对置活塞式发动机中的汽缸、活塞和曲轴的布置,该对置活塞式发动机具有相关联的齿轮系,该齿轮系可以包括齿隙减小齿轮。该图示出了三缸布置,但是这并不意图是限制性的;实际上,图1中描绘的基本架构适用于具有更少或更多汽缸的对置活塞式发动机。对置活塞式发动机10包括汽缸12,每个汽缸12包括排气端口14和进气端口16。优选地,汽缸包括衬套,该衬套固定地安装在形成于发动机框架或缸体18中的通道中。一对活塞(在该图中未示出)设置用于在每个汽缸12的缸膛中相对往复运动。对置活塞式发动机10包括互连的曲轴系统,该曲轴系统包括两个可旋转地安装的曲轴21和22以及将这些曲轴链接并将它们耦接到动力输出轴(“PTO轴”)的曲轴齿轮系30。曲轴21和22通过主轴承布置(未示出)安装到发动机,一个曲轴在发动机缸体18的底部处,另一个曲轴在顶部处。曲轴齿轮系30支撑在发动机缸体18的一个端部中,并容纳在其中的隔室31中,该隔室31通过可移除的盖32进入。

根据图1,每个活塞对中的一个活塞通过连杆组件27耦接到曲轴21(即,排气端部曲轴)的相应曲柄轴颈23;另一个活塞通过连杆组件29耦接到曲轴22(即,进气端部曲轴)的相应曲轴轴颈25。曲轴21和22被设置成它们的纵向轴线处于间隔开的平行布置。曲轴齿轮系30包括多个齿轮,该多个齿轮包括两个输入齿轮36a和36b,该两个输入齿轮36a和36b固定到曲轴21和22的相应端部以便与其一起旋转。输出齿轮37被安装在轴或支柱上以用于旋转。输出齿轮37围绕输出旋转轴线A驱动动力输出轴38。在这种配置中,提供了两个空转齿轮39a和39b,每个空转齿轮安装在固定轴或支柱40上以用于旋转。空转齿轮39a与输入齿轮36a和输出齿轮37啮合;空转齿轮39b与输入齿轮36b和输出齿轮37啮合。由于曲轴齿轮系30的配置,曲轴21和22共同旋转,也就是说,它们在相同方向上旋转。然而,这并不意味着将本公开的范围限制于此。实际上,根据本说明书的齿轮系构造可具有更少或更多的齿轮,并且可具有反向旋转的曲轴。因此,尽管示出了用于曲轴齿轮系30的五个齿轮,但是用于任何特定曲轴齿轮系的齿轮的数量和类型仅取决于发动机设计。例如,曲轴齿轮系30可包括一个用于反向旋转的空转齿轮,或两个用于共同旋转的空转齿轮(如图所示)。类似地,动力输出轴可以连接到曲柄齿轮之一。

图2A和图2B示出了用于与对置活塞式发动机10一起使用的粘性阻尼器240和离心摆式减振器250的组合的实施例的两个透视图。在发动机10中,存在包围三个汽缸(未示出)、曲轴21和22以及由齿轮系盖罩住的齿轮系30的发动机缸体18。齿轮系30可以包括用于每个曲轴的曲轴齿轮、一个或多个空转齿轮以及动力输出齿轮。动力输出齿轮可以附接到对应的动力输出轴38,该动力输出轴38继而附接到变速器(未示出)。发动机10在每个曲轴21和22的端部处包括粘性阻尼器240和离心摆式减振器250。

发动机10可以将粘性阻尼器240和离心摆式减振器250组合,以减小或减轻发动机10正在操作时曲轴转速(即,扭转速度)的任何波动。另外,发动机10可包括齿轮系30中的用于减小齿隙的装置或抗齿隙装置,例如剪式齿轮齿隙减小装置或齿轮定位齿隙减小机构。

尽管图2A和图2B所示的对置活塞式发动机10具有仅在曲轴上,特别是在前部239上用于减轻扭转振动的装置(例如,包括粘性阻尼器240和/或离心摆式减振器250的扭转振动减轻装置),但是粘性阻尼器240和/或离心摆式减振器250可放置在任何曲轴的前部239或尾端部251上,或放置在任何曲轴的前部239和尾端部251二者上。当在曲轴的前部239处使用任何扭转振动减轻装置时,该扭转振动减轻装置可以与前部端部附件驱动器(即,FEAD)相邻。当在曲轴的尾部251处使用任何扭转振动减轻装置时,扭转振动减轻装置可以在曲轴和齿轮系之间,或在曲轴的自由端部上,超出齿轮系。此外,扭转振动减轻装置可以与在前部239、尾部251处支撑空转齿轮或动力输出轴38的支柱,或这些支柱或轴的前部和尾部二者一起使用。关于图2A和图2B,任何轴的尾端部251均是在发动机10的与主动力输出轴38和齿轮相同侧上的端部,而前端部239是在发动机10的与动力输出轴38相对侧上的前端部。

图3示出了与对置活塞式发动机兼容的粘性阻尼器300的示例的剖视图。粘性阻尼器300包括围绕粘性流体342的壳体341和机械加工的惯性环343。用于将粘性阻尼器300附接到曲轴的配件344在壳体341的内部部分上。粘性阻尼器300能够抑制发动机中出现的宽的频率范围。但是,粘性阻尼器的缺点是它们将振动能量转化为热。当减轻发动机中的振动时,阻尼器产生的热可能需要被主动地消散(例如,使用冷却),或可选择合适的材料来承受产生的热。

图4A示出了用于与对置活塞式发动机一起使用的离心摆式减振器400。在图4A中,离心摆式减振器400具有四个三阶减振器质量组件451,两个六阶减振器质量组件452和凸缘453。图4B是用于与图4A中所示的离心摆式减振器一起使用的示例性减振器质量组件的分解图。每个组件包括质量块455、两个辊456、缓冲器组件457、盖458和配件459。在减振器质量组件中,缓冲器组件457将质量块455附接到凸缘453,而配件459将盖458附接到质量块455。质量块455具有一对开口460,辊456装配到该一对开口460中。包括顶部部分461和圆形底部的每个开口460的形状均有助于引导质量块455相对于凸缘453a的运动,以抵消发动机产生的振动。

当发动机在使用中时,每个质量块455围绕辊456的运动与其他质量块455的运动一起动作,以减小扭转振动的幅度。在一些实施方式中,离心摆式减振器400可以被配置成减小全阶振动(entire order of vibration)的幅度。此外,可以将离心摆式减振器设计成在对应于发动机中的主要点火顺序的顺序下有效。另选地,在具有两个曲轴和在排气活塞和进气活塞之间的相位差的对置活塞式发动机的情况下(例如曲柄前导部),可以将离心摆式减振器设计成在两个或更多个主要顺序下有效,包括点火顺序n和附加顺序2n。如本领域中已知的,离心摆式减振器可以被定制成通过针对每阶具有不同的摆惯性和路径(例如,圆形、摆线、外摆线或倒数时间路径)来解决各阶振动。

图4C示出了用于与对置活塞式发动机一起使用的离心摆式减振器400a的另一种配置。在图4C中,类似于图4A所示的离心摆式减振器,离心摆式减振器400a具有四个三阶减振器质量组件451a、两个六阶减振器质量组件452a和凸缘453a。图4D是与图4C所示的用于与离心摆式减振器一起使用的示例性减振器质量组件的分解图。所示的组件包括具有一对开口460a、两个辊456a、缓冲器组件457a、第一盖458a、第二盖458b以及配件459a和459b的质量块455a。缓冲器组件457a将质量块455a附接到凸缘453a,而配件459a将第一盖458a附接到质量块455的第一面,并且配件459b将第二盖458b附接到质量块455a上的与第一面相对的另一面。当组装质量块时,辊456a位于开口460a中。每个开口460a(包括顶部部分461a和圆形底部)的形状有助于引导质量块455a相对于凸缘453a的运动,以抵消发动机产生的振动。在图4D所示的质量组件中,开口461a中的每个的顶部部分461a不是平坦的,而是圆形的,使得每个开口461a的整体形状是肾形或豆形的。

在一些实施方式中,当对置活塞式发动机具有不止一个曲轴(例如,两个曲轴)时,在发动机操作期间经历的扭矩和振动模式在每个曲轴处可以不同。在此类发动机中,抑制装置(例如,粘性阻尼器)和减振器装置(即,离心摆式减振器)的组合可以用于每个曲轴。另选地,一些曲轴可以使用抑制装置和减振器装置的组合,而对置活塞式发动机中的一个或多个其他曲轴可以使用多个抑制装置或多个减振器装置来减轻扭转振动。

在使用中,发动机的齿轮系可以具有齿隙减小装置。齿隙减小装置可以包括与配对齿轮相邻的至少一个齿隙减小齿轮。齿隙减小齿轮可以是曲柄齿轮、空转齿轮或驱动齿轮中的任一个。除齿隙减小齿轮之外,其他类型的齿隙减小装置可以包括用于调节齿轮相对于彼此的位置的措施(例如,定位机构)或调节张紧度,以在相邻齿轮之间增大的摩擦力和减小的中心距之间找到平衡。当对置活塞式发动机起动时,一些齿隙减小装置可以接合。另选地,齿隙减小装置可以选择性地接合或始终接合。

齿隙减小齿轮可以具有第一齿轮和第二齿轮,该第一齿轮和第二齿轮具有近似相同的直径和齿轮组件中的每个齿轮上的齿。齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮可以相对于彼此移动,使得由第一齿轮和第二齿轮制成的有效齿轮齿的宽度根据需要增大或减小。相邻配对齿轮的齿在齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮的齿上施加反作用力。该反作用力由齿隙减小齿轮内的偏压机构(例如,偏压弹簧、液压偏压装置)抵消。

齿隙减小齿轮的一种类型是剪式齿轮。剪式齿轮可以具有两个或更多个齿轮,每个齿轮都具有齿。在剪式齿轮中,使用卡环、多个偏压弹簧和液压偏压剪式齿轮中的任一个,将每个齿轮相对于彼此张紧到默认位置。当齿隙减小齿轮处于第一偏压位置时,有效齿的厚度(例如,齿轮齿的宽度)可以等于与第一齿轮和第二齿轮中的每个相距一宽度的齿的厚度。

在使用中,剪式齿轮被放置在配对齿轮的旁边。配对齿轮的齿可以足够靠近在一起(例如,具有足够的圆形节距),使得剪式齿轮的第一齿轮和第二齿轮将需要旋转以允许齿轮齿啮合。在发动机操作期间,随着配对齿轮的齿的间距减小(例如,配对齿轮的齿宽度增大),剪式齿轮的齿的有效宽度将减小,使得第一齿轮和第二齿轮的齿的外侧移动得更近。剪式齿轮的第一齿轮和第二齿轮将保持张紧状态,使得有效齿厚度与配对齿轮保持紧密接触。以此方式,剪式齿轮防止了在其自身与配对齿轮之间形成游隙。

图5示出了用于与对置活塞式发动机一起使用的齿隙减小齿轮500。齿隙减小齿轮500包括第一齿轮505、第二齿轮515、扭转环520、卡环525、第一锁定销521和第二锁定销522。图5中所示的第一齿轮505是性能齿轮或层,当在该齿轮500和相邻的啮合齿轮之间传递扭矩时,该性能齿轮或层承受负载的主要冲击(brunt)。齿隙减小齿轮500中的第二齿轮515是齿隙缩减(taking-up)齿轮。也就是说,第二齿轮515是沿在齿轮500中产生有效齿宽度的方向施力的齿轮,该有效齿宽度减小或消除齿轮500与啮合齿轮之间的齿隙。在图5所示的齿隙减小齿轮500中,扭转环520施加力,该力促使第二齿轮515相对于第一齿轮505旋转,使得有效齿轮齿减小了齿隙。第一锁定销521将扭转环520的第一端部锚固到第一齿轮505,并且第二锁定销522将扭转环520的第二端部锚固到第二齿轮515。在齿隙减小齿轮500中,卡环525将第一齿轮505、第二齿轮515、扭转环520以及第一锁定销521和第二锁定销522保持到一起。

图6是齿轮系630的侧视图,该齿轮系630包括空转齿轮660,空转齿轮660是齿隙减小齿轮。图7是图6所示的齿轮系630的剖视图。在这些图中,齿轮系630被齿轮系盖632包围,并且齿轮系630包括空转齿轮660、动力输出齿轮661、第一曲轴齿轮662和第二曲轴齿轮663。在发动机中,存在连接到第一曲柄齿轮662的第一曲轴621和连接到第二曲柄齿轮663的第二曲轴622。图6和图7中所示的空转齿轮660与第一曲柄齿轮662和第二曲柄齿轮663相邻定位。动力输出齿轮661被示出在齿轮系630的中心处。齿轮系630在空转齿轮660位置中包括齿隙减小齿轮。这些齿隙减小的空转齿轮660被示出为具有两个齿轮部分的剪式齿轮:主齿轮和齿隙减小副齿轮,如图5所示。

然而,齿隙减小齿轮在齿轮系630中的空转齿轮位置660中的方位允许每个齿隙减小齿轮仅适于每个齿轮啮合中的最小量的齿隙。例如,齿轮组件中具有主齿轮和副齿轮的空转齿轮将产生有效齿宽度,该齿宽度容纳相邻的动力输出齿轮661或相邻的曲柄齿轮662或663。在一些实施方式中,齿隙减小齿轮可以包括具有三个齿轮(第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮)的齿轮组件。此种齿隙减小齿轮可以容纳两个具有固定齿距或固定中心距的相邻齿轮。在于2018年5月1日发布的标题为“用于对置活塞式发动机的齿轮齿隙控制(GearBacklash Control for an Opposed-Piston Engine)”的美国专利No.9,958,057,或美国授权前公布US 2004/0089089(由Stevens等人于2004年5月13日发布)中更详细地描述了可以容纳两个相邻齿轮的齿轮。

在对置活塞式发动机中,齿隙减小装置(例如,一个或多个齿隙减小齿轮、定位机构)可以与用于减轻曲轴扭转速度波动或扭转振动的装置(例如,粘性阻尼器、离心摆式减振器)一起使用。齿隙减小装置可以用在发动机齿轮系中,而曲轴扭转速度波动减轻装置可以应用到一个或多个曲轴,通常在曲轴的端部处。如果发动机中存在不止一个曲轴,则每个曲轴都可以附接有曲轴扭转速度波动减轻装置,该装置解决该曲轴的振动和速度波动的特定模式。

类似于图6和图7中所示的齿轮系,齿轮系可包括一个或多个齿隙减小齿轮,诸如如上所述的具有第一齿轮和第二齿轮的齿隙减小齿轮。齿轮系630中的齿隙减小齿轮的数量可以对应于包括至少一个齿隙减小齿轮的每对相邻齿轮。在齿轮系中,齿轮的一种可能的布置将在齿轮系的外侧处在第一位置具有齿隙减小齿轮,作为输入齿轮(例如,图6中的662或663)。在具有五个齿轮的齿轮系中,如图6所示,中间齿轮(例如,输出齿轮661)和另一个输入齿轮也可能是齿隙减小齿轮,尽管空转齿轮中的一个(例如,图6中的660)在这种配置下也可以是齿隙减小齿轮。当如上所述的齿隙减小齿轮与具有固定齿厚度和圆形节距的两个齿轮相邻时,齿隙减小齿轮的齿可以进行调节以适合具有最小齿隙量的啮合。带有两个相邻齿轮(具有不同的固定齿距)的齿隙减小齿轮只能容纳齿轮中的一个这一事实表明,齿轮系中将仍然存在齿隙,但可能没有仅使用具有固定齿距的常规齿轮的齿隙那样大。为了去除齿轮系中的齿隙中的全部,所需的齿轮系中具有第一齿轮和第二齿轮的齿隙减小齿轮的数量对应于齿轮系中的齿轮啮合数。即,对于n个齿轮的齿轮系,需要具有第一齿轮和第二齿轮的n-1个齿隙减小齿轮以去除整个齿隙。

如上所述,具有两个或更多个齿轮(例如,n个齿轮)的齿轮系可以具有一个或更多个齿隙减小齿轮。例如,具有n个齿轮的齿轮系,其中一个齿轮可以是齿隙减小齿轮,n-1个齿轮可以是齿隙减小齿轮,n-2个齿轮可以是齿隙减小齿轮,最多n个齿轮(即,齿轮系中的所有齿轮)可以是齿隙减小齿轮。齿轮系中的齿隙减小齿轮可以是第一齿轮和第二齿轮的所有齿轮,或所有齿隙减小齿轮可以是具有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的齿轮。另选地,齿轮系中的齿隙减小齿轮可以是第一齿轮和第二齿轮的齿轮与第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的齿轮的组合。具有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的齿隙减小齿轮可以容纳两个具有不同固定齿轮齿距的相邻齿轮。在一些实施方式中,在齿轮系中,单个齿轮支柱可以附接到两个或更多个齿轮,诸如至少一个齿隙减小齿轮和一个常规齿轮,或附接到两个或更多个齿隙减小齿轮。附接到两个或更多个齿轮的齿轮支柱可以允许齿轮系容纳多种尺寸的齿轮(例如,多种直径的齿轮)。

图8示出了用于减少对置活塞式内燃发动机的噪声、振动和粗糙度的方法800。在方法800中,如在805中那样,使用齿隙减小装置来减小发动机中的齿轮系中的嘎嘎声。如在810中那样,在对置活塞式内燃发动机的操作期间减轻曲轴扭转速度波动也可以是该方法的一部分。在一些实施方式中,一个或多个阻尼器,例如粘性阻尼器,在发动机操作期间减轻曲轴扭转速度的波动。另选地或另外地,一种或多种减振器,诸如离心摆式减振器,可以在发动机正在运行时减小曲轴扭转速度的波动。对置活塞式发动机可采用扭转振动减轻装置(例如,粘性阻尼器和/或离心摆式减振器),而不需要间隙减小装置(例如,剪式齿轮)。

在发动机的齿轮系中,如本文所述的齿隙减小齿轮可以与至少一个其他齿轮相邻放置。齿轮系可以具有三个或更多个齿轮。对于每对相邻的齿轮,至少一个齿轮可以是齿隙减小齿轮,以最小化齿隙并允许发动机更好地适应系统的扭矩反转,从而减小发动机的嘎嘎声。

本文所述和所示的新颖工具和方法所提供的专利保护范围可适当地包括、由以下组成或基本上由以下组成:元件,包括具有齿轮系中的至少两个的对置活塞式发动机,该齿轮系具有间隙减小装置、粘性阻尼器和离心摆式减振器,其允许减少或消除发动机的噪声、振动和/或粗糙度。此外,本文公开和示出的新颖工具和方法可在不存在说明书中未具体公开,附图中未示出和/或在本申请的实施例中未例示的任何元件或步骤的情况下被适当地实践。此外,尽管已经参考当前优选实施例描述了本发明,但是应当理解,在不脱离本发明的精神的情况下,可以进行各种修改。因此,本发明仅由所附权利要求书限定。

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