双质量飞轮综述

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1、双质量飞轮综述袁念诗1引言在汽车技术飞速发展的今天，特别是伴随着电子技术在汽车上的广泛应用.汽车传动系有了长足的进步，自动变速器、实时四轮驱动系统、各种电子控制装置的应用，使得当今的传动系早已不可同日而语。作为传动系重要组成部分之一的离合器总成担负着传力、减振和防止系统过载等十分重要的作用。随着人们对汽车乘坐舒适性要求的不断提高，对动力传动系统性能要求也随之提高。为了降低手动换挡汽车传动系的扭转振动，目前常用的解决办法是在离合器从动盘总成中设置扭振减振器，但是离合器从动盘式扭转减振器存在一些特性局限性•主要表现在以下两个方面：1）它不能使发动机、变速器振动系统的固有

2、频率降低到怠速转速以下，因此不能避免怠速转速时的共振。研究表明，发动机、变速器振动系统固有频率一般为40-70HZ,相当于四缸发动机转速1200-2100r/min,或六缸发动机转速800-1400r/min,一般均高于怠速转速。2）它在发动机实用转速1000-2000r/min范围内，难以通过降低减振弹簧刚度得到更大的减振效果。因为在从动盘结构中，减振弹簧位置半径较小，其转角又受到限制，如降低减振弹簧刚度，就会增大转角并难于确保允许传递转矩的能力。为了解决以上两个问题，德国LUK公司于1985年首先研制成功双质量飞轮式（DualMassFlywheel,DMF）扭

3、振减振器（简称双质量飞轮），并于1986年批量在宝马公司汽车上使用。2双质量飞轮工作原理实践表明，汽车传动系统通常会有一二个固有频率（一般为2-3阶）落在发动机常用转速范围之内，这是引起变速器噪声和车内噪声的主要原因。研究表明，要降低这两阶容易造成传动系共振的固有频率，只有在变速器和离合器之间（在扭转减振器之前）增加转动惯量。要做到在变速器和离合器之间增加转动惯量，最好的也是惟一的办法，是在结构设计上把原先装在离合器从动盘上的扭转减振器移至飞轮处，把飞轮分为两部分：第1质量飞轮和第2质量飞轮。第1质量飞轮直接装在曲轴上，起原先飞轮的作用；第2质量飞轮独立于第1质量飞

4、轮，这两者之间装有大容显扭矩的扭转减振器，通过该扭转减振器将第1质显飞轮和第2质量飞轮相联系，第2质量飞轮起附加质量的作用。离合器总成则装在第2质量飞轮上。当离合器接合上时，第2质量飞轮和变速器第1轴呈刚性连接。因此，第2质量飞轮实际上还包括离合器总成（含有离合器盖、压盘及从动盘等），显然，这就增加了变速器第1轴前端所连的转动惯量。双质量飞轮结构如图（1）所示。采用双质量飞轮后，原先装在从动盘中的扭转减振器就可以取消（如有必要也可加装），这就减少了离合器从动部分的转动惯量，对变速器的换档及提高变速器中的同步器寿命十分有利。9876图1具有双质量飞轮减振器的膜片弹簧离

5、合器1-扭转减振弹簧；2-第1质量飞轮；3-第2质量飞轮；4-离合器盖总成;5-离合器从动盘总成；6-轴承；7-联接盘;8-滚针轴承；9-发动机曲轴装有普通扭转减振器及双质量飞轮传动系统的简化模型如图（2）所示，结构简图如图（3）所示。从动片十减振器（弹簧及縻擦阳尼）—扭振减振器第一质最第二质量40〜70Hz*发动机+飞轮+离合器•:-（a）变速器I•,•鹼?.弹簧十摩擦阻尼发动机十第1质量15Hz厂讥劉：变速器第2质蛍+离合器(b)图2发动机变速器振动系统的两种模型a.—般减振器；b•双质量飞轮a）离合器从动盘式扭振减振器囁鳩式图3结构简图对比这两种减振系统的

6、工作，可以看出两者在工作的物理原理上是一样的。因此，可以用相同的方法去分析计算系统的固有频率。由于双质量系统创造了更有利于转动惯量分配的设计方案，加上结构上的因素，使得传动系关键的几个固有频率可降低至15Hz,这相当于直立四缸发动机在转速450r/min或六缸发动机在转速300r/min下的激励频率，这两种转速都已明显低于发动机在怠速下的激励频率。有振动理论可知，系统的固有频率大于激励频率的1.414倍以上就有隔振效果。发动机怠速的转速一般都在600r/min以上，故双质量飞轮的减振效果将会十分明显，它的优点如下：（1）防止变速器在怠速乃至在汽车整个行驶速度范围（驱

7、动模式和滑行模式）出现齿轮噪声。（2）双质显飞轮相当于一个机械低通滤波器，改善了隔振效果，这样就可以在变速器中采用低黏度的齿轮油而不会有齿轮噪声。（3）改善车内的噪声水平，图（4）显示出普通减振器和双质量飞轮在车内的噪声程度，在很宽的范围内采用双质量飞轮可改善2-8dB,尤其是在低转速时，可改善达8dB。i般扭*扌减振器、双质:IT匕轮r-0..100020003000400050006000转速/(r/min)图44挡满负荷车内噪声水平3双质量飞轮结构型式双质量飞轮结构型式主要有3种：1）以德国LUK公司产品为代表的周向长螺旋弹簧型（DMF-CS）o2）以德国