雙質量飛輪的簡單介紹

1、雙質量飛輪的簡單介紹雙質量飛輪離合器研究的相關背景雙質量飛輪離合器研究的相關背景 汽車離合器在汽車傳動系統(tǒng)中起著傳遞轉矩、分離傳動、減振和過載保護等多種功能，其品質關系到汽車的整體性能。引起汽車振動的振源主要有兩方面,一是汽車行駛時的由路面造成的；二是發(fā)動機工作時的振動。路面振動可以通過道路條件的改善得到緩解。因此，發(fā)動機的振動成為汽車減振的主要振源，如何使發(fā)動機和整車的振動得到最大程度地減小，成為汽車離合器設計考慮的主要性能指標。 傳統(tǒng)的離合器主要是使用從動盤式扭轉減振器。然而，對離合器從動盤式扭轉減振器的設計和改進，往往受限于離合器從動盤上的有限空間，難以達到對汽車動力傳動系扭振及扭振噪聲

2、控制的較高要求。在實際應用中也證明了離合器從動盤式扭轉減振器存在著一些嚴重弱點，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1、不能使發(fā)動機-變速器振動系統(tǒng)的固有振動頻率降低到怠速以下，因此不能避免在怠速轉速時的共振。在發(fā)動機常用轉速范圍，難以通過降低減振彈簧剛度K以達到更大的減振效果。同時，由于其工作扭角小(一般5 10 ),故其扭轉剛度大,致使減振器隔振效果差。 2、在從動盤上,盤轂與從動盤摩擦片之間的可用空間有限,不能充分滿足扭轉減振器彈性元件、阻尼件布置要求，減振器彈性元件設計尺寸小，剛度大，工作環(huán)境差，致使減振器在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)彈簧斷裂事故和彈簧松動失效等現(xiàn)象。 3、由于受結構的限制,離合器從動

3、盤式扭振減振器的最大工作扭矩和最大扭轉角都偏小,其工作能力有限。 為了提高整車及離合器的使用壽命，解決傳動系扭振和噪聲問題，雙質量飛輪式扭轉減振器是一個很有潛力的產品,它相當于一個機械式低通濾波器,能夠將發(fā)動機曲軸輸出端的扭轉振動高頻部分濾掉,以消除對傳動系的扭振激勵。雙質量飛輪式扭轉減振器可完全替代離合器從動盤式扭轉減振器,又能夠克服離合器從動盤式扭轉減振器的缺點,而且其結構簡單,易于實現(xiàn)。傳統(tǒng)離合器從動盤式扭轉減震器 傳統(tǒng)的離合器一般采用從動盤式扭轉減振器，它是置于離合器從動盤中的彈性阻尼式扭轉減振器，其作用是在汽車動力傳動系中置入一個低剛度環(huán)節(jié)，并加入阻尼，以改變傳動系原有的各階固有頻率

4、,從而達到隔離發(fā)動機激勵而控制傳動系扭振的目的。左圖所示即為傳統(tǒng)的從動盤式膜片彈簧離合器。 為了適應對汽車動力傳動系統(tǒng)扭振和扭振噪聲控制的更高要求，離合器從動盤式扭轉減振器也由早期的單級線性型式發(fā)展到多級非線性型式，功能不斷改進。在早期的離合器扭轉減振器中，彈簧只有一級，其扭轉特性是線性的，單級彈簧的扭轉減振器在使用中存在著一個缺陷，不能同時滿足減振性能和緩沖性能的要求。這就要求減振器不能以相同的彈性元件和阻尼元件完成傳動系的扭矩控制任務，而要求其彈性和阻尼特性都隨著汽車工況的不同而變化，應該具有非線性特性。膜片彈簧離合器1Diaphragm Spring Clutch 具有良好減振性能的減振

5、器要求具有較大的極限轉角和適當小的扭轉剛度；但要使減振器具有一定的緩沖能力，又要求取適當大的極限轉矩，這是線性減振器難以解決的矛盾。這也是目前廣泛采用多級非線性減振器的原因。目前廣泛采用的是兩級、三級彈簧干摩擦阻尼減振器。分級的實現(xiàn)是在結構設計上采取措施，使幾組彈簧按照一定的轉角間隔依次工作。從發(fā)揮減振器的減振作用和改善其緩沖性能考慮，減振器的級數(shù)越多越有利，但是由于結構布置和設計困難等因素，級數(shù)過多是不現(xiàn)實的。上圖為三級式非線性扭轉減振器的典型結構原理和彈性特性曲線示意圖。三級式非線性扭轉減振器結構原理和彈性特性曲線示意圖 三級式減振器各級的作用如下：a、第一級：角剛度最?。ㄖ挥凶钴浀臏p振彈

6、簧起作用），傳動系的固有頻率fc最小，應低于發(fā)動機怠速時轉速ni 的激振頻率fi，用于怠速工況。b、第二級：角剛度中等（第二組減振彈簧開始起作用），使傳動系的固有頻率fc 為中等，應低于發(fā)動機常用工作轉速ne 時的激振頻率fe，用于驅動工況。c、第三級：角剛度最大（三組減振彈簧都起作用），用于載荷急劇變化階段（突然起步和緊急制動），以緩和傳動系的最大瞬時動載荷。 為同時減輕各種噪聲、增大扭轉角，采用變扭轉剛度和變阻尼力矩是很有必要的。 由于離合器從動盤式扭轉減振器在汽車動力傳動系扭振控制中的重要作用，長期以來，對它的研究受到廣泛重視，研究內容主要包括：減振器設計方法的研究；減振器各性能參數(shù)的變

7、化對汽車動力傳動系統(tǒng)扭振和扭振噪聲的影響規(guī)律；從汽車動力傳動系整體角度上來分析減振器對系統(tǒng)振動的影響；以及理論分析、實驗研究和制造工藝的改進等方面?，F(xiàn)代汽車的離合器從動盤式扭轉減振器的功能不斷完善，新結構、新工藝不斷涌現(xiàn)，其中主要包括為提高減振器性能而采取的如下幾方面的結構改進：1、加大減振器極限工作扭角的結構改進措施；2、改善摩擦阻尼特性的結構改進；3、實現(xiàn)扭轉減振器各級之間平滑過渡的結構改進；4、怠速減振級的結構改進措施。 但從動盤式扭轉減振器在原理和構造上存在一些缺陷，要想繼續(xù)改進其設計，進一步改善對扭振及扭振噪聲控制難度較大。在這種情況下，出現(xiàn)了一種新型的扭轉減振器雙質量飛輪式扭轉減振

8、器（DMF)。 雙質量飛輪式扭轉減振器在其各參數(shù)已確定的條件下，在發(fā)動機的整個工作轉速范圍內，具有非線性的特點，這一特性使得動力傳動系在發(fā)動機的工作轉速范圍內，特別是在易發(fā)生共振的低速范圍內，由于其具有非線性特性，使傳動系的扭轉振動的負荷得到抑制，大大削減了傳動系的扭振振幅及其引起的噪聲，從而使得共振現(xiàn)象難以發(fā)生。 與采用整體型飛輪相比，采用雙質量飛輪式扭轉減振器對降低動力傳動系的扭轉振動有著十分顯著的效果。通過對雙質量飛輪式扭轉減振器的扭轉特性進行最佳的選擇和優(yōu)化，確定其相應的結構性能參兩種減振器輸出端的扭振幅值比較我國雙質量飛輪研發(fā)現(xiàn)狀我國雙質量飛輪研發(fā)現(xiàn)狀 我國從本世紀初開始就有企業(yè)開始

9、研發(fā)雙質量飛輪，主要是從離合器企業(yè)開始的。2000年，長春一東公司計劃與德國Luk公司合作，通過引進技術的方式開發(fā)國產的雙質量飛輪。此后，湖北黃石三環(huán)、桂林福達等企業(yè)也先后提出研發(fā)計劃。2005年后，國內一些從事飛輪齒環(huán)總成的生產企業(yè)如吉林大華、重慶海通、重慶光大（今博耐特）等也開始研發(fā)雙質量飛輪。據(jù)奧爾威咨詢了解，目前國內正在生產、研發(fā)和計劃進入的企業(yè)有13家。 我國雙質量飛輪國產化方面取得突破主要在于2007年，是從外資企業(yè)在中國以CKD方式生產雙質量飛輪開始的。國內最先組裝生產雙質量飛輪的企業(yè)是中日合資的重慶愛思帝，該公司為廣州本田的一款車型組裝雙質量飛輪。2007年10月，Luk公司在

10、中國太倉的二廠也開始組裝生產雙質量飛輪。另外，上海薩克斯也在國內的合資廠生產雙質量飛輪。 他們在中國組裝生產的雙質量飛輪主要配套給國內車型。我國發(fā)展雙質量飛輪主要存在問題我國發(fā)展雙質量飛輪主要存在問題 據(jù)了解，國內開發(fā)雙質量飛輪的周期（研發(fā)立項到產品樣件）在半年到一年的時間，前期投入不高，只要100200萬元就可以。但真正要研發(fā)雙質量飛輪，對國內企業(yè)還存在以下幾個問題： 第一、專利和知識產權的問題。國際上最先從事雙質量飛輪研發(fā)的是德國Luk公司，其后還有德國的Sachs等，這些企業(yè)都申請了雙質量飛輪的產品專利。由于專利還未過保護期，所以國內企業(yè)在研發(fā)雙質量飛輪時，如何避開專利的限制是一個比較大

11、的問題。 第二、國內合格零部件配套的問題。由于雙質量飛輪在國內還沒有成熟的技術，一些零部件上如薄鋼板、半圓形彈簧等國內雖有生產，但產品質量如彈性系數(shù)等還無法滿足產品設計的技術要求。據(jù)國內的一位企業(yè)副總講，該企業(yè)通過多方了解找到國內的一家半圓形彈簧生產企業(yè)，但其生產的價格比進口的價格還貴，且產品質量還沒有進口的好。由于雙質量飛輪是連接在發(fā)動機和變速箱之間的重要部件，對零部件產品的技術性能要求尤其苛刻。國內能否有企業(yè)提供技術成熟、技術性能滿足產品設計要求、價格低廉的雙質量飛輪零部件，對國內雙質量飛輪真正能否實現(xiàn)國產化起到很關鍵的作用。否則，依靠進口部件來生產的雙質量飛輪，在價格上與外資品牌的價格并

12、無太多的競爭力。 第三、能否實現(xiàn)產業(yè)化的問題。從上述可知，國內企業(yè)從2000年就開始計劃研發(fā)雙質量飛輪，并且很多企業(yè)很快就推出了產品樣件。但截止目前，國內還沒有一家企業(yè)真正地實現(xiàn)了產業(yè)化。主要原因就是市場問題。目前，國內采用雙質量飛輪的車型寥寥無幾，基本集中在大眾系統(tǒng)的幾款車型上。既然市場沒有或者規(guī)模不大，即使有產品，也很難實現(xiàn)產業(yè)化。 我國配置雙質量飛輪的部分車型一覽表我國配置雙質量飛輪的部分車型一覽表 我國雙質量飛輪發(fā)展前景我國雙質量飛輪發(fā)展前景 雙質量飛輪由于具有減振、降噪等優(yōu)點，對提高手動檔車駕駛的舒適性和平順性有很大效果，并且是與雙離合器系統(tǒng)（DCT）具有最理想的匹配效果，因此，雙質

13、量飛輪具有一定的長遠發(fā)展前景。但雙質量飛輪在我國的發(fā)展前景，仍存在較大的未知數(shù)。我國雙質量飛輪的發(fā)展前景，受到以下幾個因素的影響。 第一、雙質量飛輪受到變速器形式在我國發(fā)展趨勢的制約。目前，國際上日、美基本上采用自動變速器（AT和CVT），自動變速器的配置占了絕大部分；在歐洲，總體上MT比AT略占優(yōu)勢，DCT發(fā)展比較迅速，但對于未來變速器形式的發(fā)展，出現(xiàn)激烈的爭論。在國內，未來變速器形式何去何從？目前也尚無明確的方向，任由各種變速器形式自行發(fā)展。且國外汽車跨國公司競爭勢力在主導著我國變速器形式的走向。但從過去發(fā)展的經(jīng)驗來判斷，我國自動變速器的比重在上升，手動變速器的比重在下降。 第二、國內主機

14、廠對雙質量飛輪的應用態(tài)度。目前，國內還很少車型采用雙質量飛輪，主要是大眾系統(tǒng)采用的比例相對比較多。據(jù)了解，當初國內一些引進帶雙質量飛輪的車型，到國內后，都改成單質量飛輪。國內用戶的使用習慣和雙質量產品自身技術不完善，使雙質量飛輪在國內存在比較高的返修率。帶雙質量飛輪的寶萊TDi車型在杭州還出現(xiàn)因雙質量飛輪而集體索賠的事件。一家已經(jīng)在給某車型配套雙質量飛輪的企業(yè)人員透露，帶雙質量飛輪的該款車型將于今年年底停產，他認為國內發(fā)展雙質量飛輪的前景比較暗淡。 第三、汽車柴油化對雙質量飛輪的發(fā)展起到非常好的推動作用。在歐洲，柴油車的比例已經(jīng)比較高，因此對雙質量飛輪的需求也比較大。但在國內，柴油乘用車發(fā)展進程不是非常順利，從2004年到現(xiàn)在，我國柴油車總量雖然有所上升，但比重卻在不斷下降。據(jù)了解，由于我國柴油車在振動、氣體排放等技術還不成熟，比如目前乘用