高速飛輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于車輛的高速飛輪系統(tǒng)，即能以20000轉(zhuǎn)/分鐘或更高的速度運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括安裝在軸（6）上且被容納在外殼內(nèi)的飛輪（4）以及至少一個軸承裝置（8），其中所述軸承裝置通過諸如環(huán)（16,18）之類的彈性體元件和/或金屬彈性套管（42，44，46）安裝到所述飛輪或所述外殼，從而降低NVH并阻止所述飛輪和外殼彼此相干擾的共振模式。
【專利說明】高速飛輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛輪，尤其涉及一種用于車輛中的高速飛輪系統(tǒng)用的軸承系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用作混合車輛中的能量存儲裝置的高速飛輪系統(tǒng)(例如那些以20000轉(zhuǎn)/分鐘或 更高速度運轉(zhuǎn)的)是眾所周知的。這種技術(shù)存在的挑戰(zhàn)之一是噪音、振動和粗糙性(NVH)。 當(dāng)車輛在低速或甚至在發(fā)動機(jī)關(guān)閉而靜止的時候，飛輪經(jīng)常處于高速(且因此產(chǎn)生最大量 的噪音)。
[0003]而且，盡管有可能分別設(shè)計在飛輪運行速度范圍內(nèi)各自均沒有共振模式的飛輪和 飛輪外殼，但當(dāng)兩個部件被結(jié)合在一起時，飛輪和外殼的交互作用可能產(chǎn)生會在飛輪運行 速度范圍內(nèi)發(fā)生的多體共振。
[0004]本發(fā)明的目的在于降低NVH對混合系統(tǒng)的影響，并且確保飛輪的固有模式不會干 擾外殼的固有模式，反之亦然，從而允許飛輪全速運行而不會產(chǎn)生破壞性共振。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明包括如所附的權(quán)利要求書的權(quán)利要求1中敘述的飛輪。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點在于振動源(高速飛輪)與可能被振動激發(fā)并且因此引起噪音的混 合系統(tǒng)的其他部分相隔離。而且，飛輪和外殼的共振模式的相互作用被阻止。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]現(xiàn)在將通過示例并參照附圖描述本發(fā)明的實施例，其中:
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的系統(tǒng)的頂視圖；
[0009]圖2為圖1的系統(tǒng)的局部剖視圖；
[0010]圖3為顯示圖1的系統(tǒng)的第一軸承裝置的局部剖視圖；
[0011]圖4為顯示圖1的系統(tǒng)的第二軸承裝置的局部剖視圖；
[0012]圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明可替代實施例的軸承裝置的局部剖視圖；以及
[0013]圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明又一可替代實施例的軸承裝置的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0014]參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)2包括:飛輪4、軸6、以及位于飛輪4的 任何一側(cè)上的軸周圍的軸承裝置8、10,即，第一軸承裝置8位于飛輪的一個軸向側(cè)上,而且 第二軸承裝置10相對于軸的軸線位于飛輪4的另一側(cè)上。軸承裝置8和10中的每一個包 括剛性固定在軸6上的座圈36中的軸承12。軸承座圈34的外徑保持在軸承環(huán)14中。軸 承環(huán)14通過包括由氟代烴材料形成的第一對剛性彈性體環(huán)16、18的彈性體部件與飛輪外 殼30隔離。環(huán)16、18被容納在形成于軸承環(huán)14內(nèi)的環(huán)形通道32、34內(nèi)。因此環(huán)16、18相 對于軸6徑向位于軸承12的外部。[0015]環(huán)16、18的剛性足夠高，以致于在系統(tǒng)2正常使用時，環(huán)起到抑制飛輪軸6的任何 徑向移動的作用，因此確保飛輪4的軸線‘A’不會移動超過幾微米。這確保連接到飛輪軸6 端部的機(jī)械齒輪驅(qū)動(未示出)保持足夠地靠近其準(zhǔn)確的中心線，由此確保齒輪驅(qū)動的正 確運行且在飛輪4的外緣和其外殼30之間無接觸。
[0016]軸承12和在飛輪4的任何一側(cè)上的彈性體環(huán)16、18的位置確保飛輪4和外殼30 的共振模式的相互作用被阻止。
[0017]軸承裝置中的一個，即軸承裝置8，在相對于軸6的徑向和軸向兩個方向上均被抑 制。軸向抑制通過包括第二套彈性體環(huán)的另一彈性體部件提供，所述第二套彈性體環(huán)包括 一對彈性環(huán)20、22 (如圖2的軸承裝置8的右手側(cè)以及圖4的細(xì)節(jié)所圖解)。
[0018]當(dāng)飛輪系統(tǒng)2在運行時，彈性體部件提供阻尼，從而阻止NVH，而且也阻止飛輪的 和外殼的共振模式的交互作用。
[0019]油傳輸通路通過外殼中的通道24以及軸承環(huán)14中的通道26、28提供，以允許用 于軸承潤滑的油(未示出)的可控供給。油傳輸通路的尺寸，(即通道24、26和28的尺寸)被 選擇為提供該組件所需要的阻尼系數(shù)。
[0020]盡管在上述實施例中，彈性體環(huán)16、18由氟代烴材料形成，它們也可由任何適合 的彈性體形成，包括天然橡膠。
[0021]彈性體環(huán)16、18可以可替代地相對于軸6徑向位于軸承12的內(nèi)部，即位于軸承12 和軸6之間。
[0022]在根據(jù)如圖5所示的本發(fā)明可替代實施例的系統(tǒng)中，軸承裝置(圖5中示出其中之 一(8’))通過金屬彈性套管安裝到軸6上，所述金屬彈性套管包括兩個被包括模制的橡膠 環(huán)46在內(nèi)的彈性體元件分開的同中心鋼環(huán)42、44。在圖5的實施例中，金屬彈性套管40位 于軸承裝置8，，10’和軸6’之間。然而，套管40可以可替代地位于軸承12和飛輪外殼30 之間。
[0023]如圖6圖示的又一可替代實施例可包括軸承裝置8’’，所述軸承裝置8’’包括與 第一套彈性體環(huán)16、18，和/或第二套彈性體環(huán)20、22結(jié)合的金屬彈性套管40，從而提供更 大程度的徑向和/或軸向的阻尼。在圖6的實施例中，彈性體環(huán)16、18位于軸承12和外殼 30之間，而且套管40位于軸承12和軸6之間。然而，套管40和彈性體環(huán)16、18的位置可 以互換。
[0024]在本實施例中，軸承環(huán)14的抑制通過第二對彈性體環(huán)20、22提供。然而，在可替 代實施例中，軸承環(huán)14可通過模制彈性體元件以及金屬內(nèi)環(huán)和外環(huán)作為單獨的成品部分 來產(chǎn)生。該可替代實施例會更適于大量生產(chǎn)。
[0025]在另一可替代實施例中，第一和/或第二套彈性體環(huán)可包括不同數(shù)量的環(huán)。而且， 第二套彈性體環(huán)20、22可被提供在軸承裝置8、10上，從而在飛輪4的兩側(cè)都提供軸向抑 制。
【權(quán)利要求】
1.一種高速飛輪系統(tǒng)，包括外殼以及安裝在軸上的飛輪，其中，軸承裝置通過彈性體部件安裝在所述飛輪系統(tǒng)上，該飛輪系統(tǒng)進(jìn)一步包括包含在所述外殼中的通道的油傳輸通路，從而油能夠通過所述油傳輸通路供給所述軸承。
2.如權(quán)利要求1所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述軸承裝置包括安裝在座圈中的軸承，其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括軸承環(huán)，并且其中所述彈性體部件包括環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述座圈被固定到所述軸，并且其中所述環(huán)相對于所述軸徑向位于所述軸承的外部，且在所述軸承和所述外殼之間。
4.如權(quán)利要求2所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述環(huán)相對于所述軸徑向位于所述軸承的內(nèi)部，且在所述軸承和所述軸之間。
5.如權(quán)利要求2或3所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述彈性體環(huán)被容納在所述軸承環(huán)中提供的環(huán)形通道內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的高速飛輪系統(tǒng)，進(jìn)一步包括包含兩個同中心金屬環(huán)的套管，其中所述彈性體部件包括位于所述金屬環(huán)之間的橡膠環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述套管相對于所述軸徑向位于所述軸承的外部，且在所述軸承和所述外殼之間。
8.如權(quán)利要求6所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述套管相對于所述軸徑向位于所述軸承的內(nèi)部，且在所述軸承和所述軸之間。
9.一種如權(quán)利要求3和權(quán)利要求8所述的高速飛輪系統(tǒng)。
10.一種如權(quán)利要求4和權(quán)利要求7所述的高速飛輪系統(tǒng)。
11.一種如上述任一權(quán)利要求所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述軸承裝置進(jìn)一步包括相對于所述軸承裝置軸向定位的另一彈性體部件。
12.如權(quán)利要求7所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述另一彈性體部件包括彈性體環(huán)。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的高速飛輪系統(tǒng)，其中，所述或每個彈性體部件由氟代烴材料或天然橡膠形成。
14.一種用在如上所述任一權(quán)利要求的高速飛輪系統(tǒng)中的軸承裝置。
15.一種基本上如上文所描述并參照附圖的高速飛輪系統(tǒng)。
【文檔編號】F16F15/315GK103443503SQ201280013614
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月16日
【發(fā)明者】喬納森·希爾頓, 道格拉斯·克羅斯 申請人:飛輪汽車制造有限公司