王凱+孫富強(qiáng)

摘要：LUK汽車(chē)制造公司首次提出了雙質(zhì)量飛輪的扭振減振器，它提高了汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)候的舒適性。減振器也是汽車(chē)產(chǎn)生動(dòng)力的重要部件之一，這種新的雙質(zhì)量飛輪的出現(xiàn)和應(yīng)用在降低振動(dòng)和噪音的同時(shí)，還能起到舒緩沖擊的作用。文章針對(duì)雙質(zhì)量飛輪進(jìn)行研究，主要介紹它的特性、工作原理及這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：減振器；雙質(zhì)量飛輪；傳動(dòng)系扭振；研發(fā)測(cè)試

中圖分類號(hào)：TK413文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2014）24-0033-02

減振器作為汽車(chē)中十分重要的一部分，一直是汽車(chē)制造商和相關(guān)技術(shù)人員的研究對(duì)象，希望能夠找出最穩(wěn)當(dāng)、最合適的減振器。之前，傳統(tǒng)的汽車(chē)中，采用的是離合器動(dòng)盤(pán)式的扭振減振器，但是很難滿足減振與降低噪音的功能和要求，而到了20世紀(jì)80年代中期，一直被稱為汽車(chē)之國(guó)的德國(guó)LUK汽車(chē)制造公司首次提出了這雙質(zhì)量飛輪的扭振減振器，它給汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)候的舒適性帶來(lái)了很大的貢獻(xiàn)。另外，減振器也是汽車(chē)產(chǎn)生動(dòng)力的重要部件之一，這種新的雙質(zhì)量飛輪的出現(xiàn)和應(yīng)用在降低振動(dòng)和噪音的同時(shí)，還能起到舒緩沖擊的作用。雖然雙質(zhì)量飛輪的質(zhì)量和減振性能都非常好，但是目前我國(guó)的大部分設(shè)備都是依靠進(jìn)口得來(lái)的，這使得國(guó)內(nèi)汽車(chē)的制造成本較高，所以為了采用自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)開(kāi)發(fā)，就要積極的研制出屬于我們自己的雙質(zhì)量飛輪。

1雙質(zhì)量飛輪的扭振特性分析

1.1傳動(dòng)系扭振分析

在汽車(chē)的傳動(dòng)系中，扭振的激振源是非常多的，包括引擎的軸轉(zhuǎn)波動(dòng)，主要減振器的扭振，離合器在接觸時(shí)產(chǎn)生的不均勻接合，行駛路面的情況，還有驅(qū)動(dòng)輪胎的彼此不平衡等。通常情況下，離合器后面的部件剛度要低于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸系統(tǒng)，所以在實(shí)際的分析中，忽略曲軸的影響，只是單純的把它作為以中度激勵(lì)源或者說(shuō)是慣量來(lái)看待即可，可以結(jié)合驅(qū)動(dòng)的情況，平速行駛的情況，滑行時(shí)的情況，怠速時(shí)的情況等來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.2扭振噪聲協(xié)調(diào)特性分析

汽車(chē)行業(yè)在最初的發(fā)展時(shí)期，主要的部分像變速器，驅(qū)動(dòng)軸，齒輪等都是單獨(dú)發(fā)展和優(yōu)化的，以此來(lái)滿足自己部分設(shè)計(jì)的要求，所以整個(gè)的傳動(dòng)系統(tǒng)功能就會(huì)因?yàn)檫@樣的發(fā)展?fàn)顩r而決定了它的一些特點(diǎn)。其中要想對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)改變是不現(xiàn)實(shí)的，也是不可能的，有限的時(shí)間里可以對(duì)離合器的一些項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)，以此來(lái)提高扭轉(zhuǎn)的振動(dòng)特性，可以改變離合器中的彈簧剛度，摩擦片以及最大角的變形等。但是一直都沒(méi)有好的方式來(lái)緩解汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲，或者是來(lái)進(jìn)一步改善扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。其中的噪聲就包括如下幾種：

驅(qū)動(dòng)噪聲。要想弄清楚優(yōu)化驅(qū)動(dòng)的具體條件，首先必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行扭矩曲線進(jìn)行分析，通常情況下，汽車(chē)在高檔位的低速行駛時(shí)比較容易產(chǎn)生齒輪間的摩擦噪聲，發(fā)動(dòng)機(jī)在平時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候多數(shù)都是處于接近全扭矩的狀態(tài)，即使有的司機(jī)會(huì)認(rèn)為處在低扭矩水平的

時(shí)候。

滑行噪聲。汽車(chē)在下坡路行駛的時(shí)候，扭矩明顯要小于驅(qū)動(dòng)時(shí)的扭矩，若是在此時(shí)產(chǎn)生了齒輪噪聲這樣的問(wèn)題，就可以通過(guò)降低一側(cè)的彈簧彈性系數(shù)來(lái)解決，采用獨(dú)立工作的摩擦裝置對(duì)下坡滑行和驅(qū)動(dòng)時(shí)都是適用的，此時(shí)齒輪間的噪聲也會(huì)因?yàn)橄缕碌呐ぞ啬芰Σ粔?，彈簧的彈性系?shù)不同步等問(wèn)題而引起。

穩(wěn)速行駛噪聲。穩(wěn)速行駛就是驅(qū)動(dòng)時(shí)非常低的扭矩時(shí)候的狀況，一般時(shí)候，汽車(chē)穩(wěn)速行駛的噪聲主要是因?yàn)榈团ぞ貢r(shí)的低彈簧系數(shù)快速的過(guò)渡到了高彈簧系數(shù)的狀態(tài)。這種情況下的噪聲可以進(jìn)行柔化或者是通過(guò)消除當(dāng)前的快速過(guò)渡來(lái)緩和。

怠速噪聲。在變速器處于空擋，離合器接合的時(shí)候，產(chǎn)生了噪聲主要是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)裝置的點(diǎn)火脈沖扭振。用變速器來(lái)隔離好這些脈沖可以消除被他們稱為是旋轉(zhuǎn)噪聲的嘎嘎聲。當(dāng)離合器減振處于比較低的初始階段時(shí)，彈簧的剛度在其正常工作的情況下時(shí)可以實(shí)現(xiàn)所需要的隔離效果。另外，為了盡量減小剛度的要求量以及造成變速器的共振可能性，這時(shí)的減振器的滯后值應(yīng)該相應(yīng)的增加。當(dāng)彈簧的剛度達(dá)到50%～80%的水平上是正常的。

在旋轉(zhuǎn)的調(diào)諧中，在第一階段采用零彈性剛度和低摩擦值的時(shí)候已經(jīng)取得了一些成功，但這樣彈簧剛度的弧形功能就會(huì)損失，所以在零剛度階段的拖拉，對(duì)于變速器來(lái)說(shuō)拖拽力下的怠速質(zhì)量變化可能是太過(guò)于敏感了，也容易使驅(qū)動(dòng)側(cè)變形。

反向負(fù)載噪聲。在扭轉(zhuǎn)的反向負(fù)載的情況下，汽車(chē)在變擋時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲，此時(shí)，除了會(huì)產(chǎn)生大扭轉(zhuǎn)減振角以及低水平的彈簧剛度外，反向負(fù)載會(huì)變得惡化和嚴(yán)重。一個(gè)光滑的不斷漸進(jìn)的彈簧剛度及減振的形成是十分容易導(dǎo)致光滑的換擋噪聲。要想調(diào)整這樣的問(wèn)題，可以在怠速和反向負(fù)載的可行水平上采用這種的設(shè)計(jì)

方案。

2工作原理

汽車(chē)中主要的飛輪殼是和法蘭盤(pán)鉚接在一起的，主飛輪殼上還裝有齒圈，同時(shí)蓋盤(pán)是扣在主飛輪殼上的，在其內(nèi)部上半滑動(dòng)腔和主要飛輪殼上的下半滑動(dòng)腔共同形成了彈簧式滑動(dòng)腔，在滑動(dòng)腔的里面存在兩個(gè)凸臺(tái)，主要是用來(lái)傳遞動(dòng)力的。把主要飛輪殼和蓋盤(pán)以及連接環(huán)通過(guò)焊接技術(shù)連接起來(lái)，從而使得主飛輪殼與蓋盤(pán)可以達(dá)到相對(duì)固定的狀態(tài)?；朗乔对谏鲜隹酆铣傻幕瑒?dòng)腔里面的，用來(lái)束縛和引導(dǎo)彈簧的運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上扭振減振器是由兩個(gè)不同長(zhǎng)度，直徑也不相同的弧狀彈簧安裝在一起的，這樣的組合使得其具有二級(jí)的剛度，它們是浮動(dòng)的安裝在充滿了粘性油脂物質(zhì)的滑動(dòng)腔中，其中一端與滑道內(nèi)部的凸臺(tái)相接，而另一端是與盤(pán)的端部相接觸的，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，曲軸帶動(dòng)法蘭盤(pán)的運(yùn)動(dòng)，法蘭盤(pán)又帶動(dòng)主要飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣其內(nèi)部的凸臺(tái)就會(huì)壓縮彈簧在滑道內(nèi)滑動(dòng)，而彈簧的另外一端就可以帶動(dòng)和副飛輪盤(pán)連接在一起的盤(pán)轂盤(pán)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就會(huì)將動(dòng)力輸出出來(lái)。但是因?yàn)樵谥黠w輪上有扭轉(zhuǎn)減振器，而從動(dòng)盤(pán)中卻沒(méi)有安裝，這樣就會(huì)使得轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量比較小，換擋也比較容易，從而保證了旋轉(zhuǎn)角的速度和扭矩的盡可能平衡和均勻，并且在一定程度上是有可能克服較短時(shí)間內(nèi)的超載荷現(xiàn)象。所以，雙質(zhì)量的飛輪是可以有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)變速器的振動(dòng)頻率的，這樣就可以避免在怠速情況時(shí)的共振現(xiàn)象，可是同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低油耗，改善了操作性能等優(yōu)點(diǎn)。

采用雙質(zhì)量飛輪技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火或者是熄火的時(shí)候，可以通過(guò)它來(lái)降低其與變速器之間的共振點(diǎn)，盡管共振點(diǎn)在很多情況下是低于發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速的。當(dāng)產(chǎn)生共振的是大質(zhì)量的飛輪時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生高于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩幾倍多的能量。這時(shí)產(chǎn)生的能量是絕對(duì)具有完全損壞扭轉(zhuǎn)減振器的能力的，所以將這種能量吸收或緩解的任務(wù)就交給了雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)。在緊靠減振器末端的高彈簧剛度與摩擦，以及扭矩的限制裝置可以允許減振器對(duì)主要飛輪的旋轉(zhuǎn)，即有高容量的粘質(zhì)的減振器是可以用來(lái)解決共振現(xiàn)象的不同方案。

3結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在汽車(chē)的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)正在日益加劇，所以就會(huì)迫使很對(duì)汽車(chē)企業(yè)找出最低的成本投入以及最短的時(shí)間消耗來(lái)提升自己的質(zhì)量和設(shè)計(jì)舒適的產(chǎn)品。當(dāng)然，為了能盡快的適應(yīng)這種市場(chǎng)上的生存要求，每一個(gè)國(guó)家都投入了大量的精力來(lái)研究解決對(duì)策，并且不久之后也提出了很多先進(jìn)的制造技術(shù)。同時(shí)，在這些新興技術(shù)的基礎(chǔ)上，又提出了很多新的概念，其中就有雙質(zhì)量飛輪的相關(guān)內(nèi)容，一般來(lái)說(shuō)，雙質(zhì)量飛輪的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程主要是：確定基本規(guī)劃，以相關(guān)專業(yè)人員為主，其他部門(mén)人員為輔，一同進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和制造，在此基礎(chǔ)之上經(jīng)過(guò)合理的工藝，熟練的技術(shù)，對(duì)雙質(zhì)量的飛輪進(jìn)行上線生產(chǎn)，成品之后還要對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試，合格的才可以運(yùn)用到汽車(chē)的裝配中，同時(shí)還要繼續(xù)投入研發(fā)資金，在原有技術(shù)的基礎(chǔ)之上繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，相信在不久的將來(lái)，雙質(zhì)量飛輪技術(shù)可以有更大的進(jìn)步和發(fā)展，給我們的汽車(chē)生活帶來(lái)更多的便利。

參考文獻(xiàn)

[1]?王登峰，宋繼強(qiáng)，劉波．汽車(chē)雙質(zhì)量飛輪扭振減振器

?性能仿真分析與匹配[J]．中國(guó)機(jī)械工程，2010，

?（9）．

[2]?史文庫(kù)，龍巖，盧玉東．多級(jí)非線性雙質(zhì)量飛輪參數(shù)

?設(shè)計(jì)和優(yōu)化[J]．振動(dòng)與沖擊，2009，（5）．

[3]?丁原，潘毓學(xué)．雙質(zhì)量飛輪式扭振減振器扭振模型分

?析[J]．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（8）．

[4]?李偉，史文庫(kù)．雙質(zhì)量飛輪（DMF）的研究綜述[J]．

?噪聲與振動(dòng)控制，2008，（5）．