雙質(zhì)量飛輪的簡單介紹

1、雙質(zhì)量飛輪的簡單介紹雙質(zhì)量飛輪離合器研究的相關(guān)背景雙質(zhì)量飛輪離合器研究的相關(guān)背景 汽車離合器在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中起著傳遞轉(zhuǎn)矩、分離傳動(dòng)、減振和過載保護(hù)等多種功能，其品質(zhì)關(guān)系到汽車的整體性能。引起汽車振動(dòng)的振源主要有兩方面,一是汽車行駛時(shí)的由路面造成的；二是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的振動(dòng)。路面振動(dòng)可以通過道路條件的改善得到緩解。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)成為汽車減振的主要振源，如何使發(fā)動(dòng)機(jī)和整車的振動(dòng)得到最大程度地減小，成為汽車離合器設(shè)計(jì)考慮的主要性能指標(biāo)。 傳統(tǒng)的離合器主要是使用從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器。然而，對(duì)離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，往往受限于離合器從動(dòng)盤上的有限空間，難以達(dá)到對(duì)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系扭振及扭振噪聲

2、控制的較高要求。在實(shí)際應(yīng)用中也證明了離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器存在著一些嚴(yán)重弱點(diǎn)，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、不能使發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器振動(dòng)系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率降低到怠速以下，因此不能避免在怠速轉(zhuǎn)速時(shí)的共振。在發(fā)動(dòng)機(jī)常用轉(zhuǎn)速范圍，難以通過降低減振彈簧剛度K以達(dá)到更大的減振效果。同時(shí)，由于其工作扭角小(一般5 10 ),故其扭轉(zhuǎn)剛度大,致使減振器隔振效果差。 2、在從動(dòng)盤上,盤轂與從動(dòng)盤摩擦片之間的可用空間有限,不能充分滿足扭轉(zhuǎn)減振器彈性元件、阻尼件布置要求，減振器彈性元件設(shè)計(jì)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(dòng)失效等現(xiàn)象。 3、由于受結(jié)構(gòu)的限制,離合器從動(dòng)

3、盤式扭振減振器的最大工作扭矩和最大扭轉(zhuǎn)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(dòng)系扭振和噪聲問題，雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器是一個(gè)很有潛力的產(chǎn)品,它相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械式低通濾波器,能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出端的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)高頻部分濾掉,以消除對(duì)傳動(dòng)系的扭振激勵(lì)。雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器可完全替代離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器,又能夠克服離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器的缺點(diǎn),而且其結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減震器 傳統(tǒng)的離合器一般采用從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器，它是置于離合器從動(dòng)盤中的彈性阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器，其作用是在汽車動(dòng)力傳動(dòng)系中置入一個(gè)低剛度環(huán)節(jié)，并加入阻尼，以改變傳動(dòng)系原有的各階固有頻率

4、,從而達(dá)到隔離發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)而控制傳動(dòng)系扭振的目的。左圖所示即為傳統(tǒng)的從動(dòng)盤式膜片彈簧離合器。 為了適應(yīng)對(duì)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭振和扭振噪聲控制的更高要求，離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器也由早期的單級(jí)線性型式發(fā)展到多級(jí)非線性型式，功能不斷改進(jìn)。在早期的離合器扭轉(zhuǎn)減振器中，彈簧只有一級(jí)，其扭轉(zhuǎn)特性是線性的，單級(jí)彈簧的扭轉(zhuǎn)減振器在使用中存在著一個(gè)缺陷，不能同時(shí)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(dòng)系的扭矩控制任務(wù)，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(yīng)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(zhuǎn)角和適當(dāng)小的扭轉(zhuǎn)剛度；但要使減振器具有一定的緩沖能力，又要求取適當(dāng)大的極限轉(zhuǎn)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(jí)非線性減振器的原因。目前廣泛采用的是兩級(jí)、三級(jí)彈簧干摩擦阻尼減振器。分級(jí)的實(shí)現(xiàn)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取措施，使幾組彈簧按照一定的轉(zhuǎn)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(jí)數(shù)越多越有利，但是由于結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)困難等因素，級(jí)數(shù)過多是不現(xiàn)實(shí)的。上圖為三級(jí)式非線性扭轉(zhuǎn)減振器的典型結(jié)構(gòu)原理和彈性特性曲線示意圖。三級(jí)式非線性扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)原理和彈性特性曲線示意圖 三級(jí)式減振器各級(jí)的作用如下：a、第一級(jí)：角剛度最?。ㄖ挥凶钴浀臏p振彈

6、簧起作用），傳動(dòng)系的固有頻率fc最小，應(yīng)低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)轉(zhuǎn)速ni 的激振頻率fi，用于怠速工況。b、第二級(jí)：角剛度中等（第二組減振彈簧開始起作用），使傳動(dòng)系的固有頻率fc 為中等，應(yīng)低于發(fā)動(dòng)機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速ne 時(shí)的激振頻率fe，用于驅(qū)動(dòng)工況。c、第三級(jí)：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(dòng)），以緩和傳動(dòng)系的最大瞬時(shí)動(dòng)載荷。 為同時(shí)減輕各種噪聲、增大扭轉(zhuǎn)角，采用變扭轉(zhuǎn)剛度和變阻尼力矩是很有必要的。 由于離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器在汽車動(dòng)力傳動(dòng)系扭振控制中的重要作用，長期以來，對(duì)它的研究受到廣泛重視，研究內(nèi)容主要包括：減振器設(shè)計(jì)方法的研究；減振器各性能參數(shù)的變

7、化對(duì)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭振和扭振噪聲的影響規(guī)律；從汽車動(dòng)力傳動(dòng)系整體角度上來分析減振器對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響；以及理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和制造工藝的改進(jìn)等方面?，F(xiàn)代汽車的離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器的功能不斷完善，新結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)改進(jìn)：1、加大減振器極限工作扭角的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施；2、改善摩擦阻尼特性的結(jié)構(gòu)改進(jìn)；3、實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)減振器各級(jí)之間平滑過渡的結(jié)構(gòu)改進(jìn)；4、怠速減振級(jí)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。 但從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器在原理和構(gòu)造上存在一些缺陷，要想繼續(xù)改進(jìn)其設(shè)計(jì)，進(jìn)一步改善對(duì)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(zhuǎn)減振器雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振

8、器（DMF)。 雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器在其各參數(shù)已確定的條件下，在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，具有非線性的特點(diǎn)，這一特性使得動(dòng)力傳動(dòng)系在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，特別是在易發(fā)生共振的低速范圍內(nèi)，由于其具有非線性特性，使傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的負(fù)荷得到抑制，大大削減了傳動(dòng)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(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器對(duì)降低動(dòng)力傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)有著十分顯著的效果。通過對(duì)雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)特性進(jìn)行最佳的選擇和優(yōu)化，確定其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能參兩種減振器輸出端的扭振幅值比較我國雙質(zhì)量飛輪研發(fā)現(xiàn)狀我國雙質(zhì)量飛輪研發(fā)現(xiàn)狀 我國從本世紀(jì)初開始就有企業(yè)開始

9、研發(fā)雙質(zhì)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(jì)劃與德國Luk公司合作，通過引進(jìn)技術(shù)的方式開發(fā)國產(chǎn)的雙質(zhì)量飛輪。此后，湖北黃石三環(huán)、桂林福達(dá)等企業(yè)也先后提出研發(fā)計(jì)劃。2005年后，國內(nèi)一些從事飛輪齒環(huán)總成的生產(chǎn)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(zhì)量飛輪。據(jù)奧爾威咨詢了解，目前國內(nèi)正在生產(chǎn)、研發(fā)和計(jì)劃進(jìn)入的企業(yè)有13家。 我國雙質(zhì)量飛輪國產(chǎn)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(chǎn)雙質(zhì)量飛輪開始的。國內(nèi)最先組裝生產(chǎn)雙質(zhì)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(zhì)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(chǎn)雙質(zhì)量飛輪。另外，上海薩克斯也在國內(nèi)的合資廠生產(chǎn)雙質(zhì)量飛輪。 他們在中國組裝生產(chǎn)的雙質(zhì)量飛輪主要配套給國內(nèi)車型。我國發(fā)展雙質(zhì)量飛輪主要存在問題我國發(fā)展雙質(zhì)量飛輪主要存在問題 據(jù)了解，國內(nèi)開發(fā)雙質(zhì)量飛輪的周期（研發(fā)立項(xiàng)到產(chǎn)品樣件）在半年到一年的時(shí)間，前期投入不高，只要100200萬元就可以。但真正要研發(fā)雙質(zhì)量飛輪，對(duì)國內(nèi)企業(yè)還存在以下幾個(gè)問題： 第一、專利和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問題。國際上最先從事雙質(zhì)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(qǐng)了雙質(zhì)量飛輪的產(chǎn)品專利。由于專利還未過保護(hù)期，所以國內(nèi)企業(yè)在研發(fā)雙質(zhì)量飛輪時(shí)，如何避開專利的限制是一個(gè)比較大

11、的問題。 第二、國內(nèi)合格零部件配套的問題。由于雙質(zhì)量飛輪在國內(nèi)還沒有成熟的技術(shù)，一些零部件上如薄鋼板、半圓形彈簧等國內(nèi)雖有生產(chǎn)，但產(chǎn)品質(zhì)量如彈性系數(shù)等還無法滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。據(jù)國內(nèi)的一位企業(yè)副總講，該企業(yè)通過多方了解找到國內(nèi)的一家半圓形彈簧生產(chǎn)企業(yè)，但其生產(chǎn)的價(jià)格比進(jìn)口的價(jià)格還貴，且產(chǎn)品質(zhì)量還沒有進(jìn)口的好。由于雙質(zhì)量飛輪是連接在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的重要部件，對(duì)零部件產(chǎn)品的技術(shù)性能要求尤其苛刻。國內(nèi)能否有企業(yè)提供技術(shù)成熟、技術(shù)性能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、價(jià)格低廉的雙質(zhì)量飛輪零部件，對(duì)國內(nèi)雙質(zhì)量飛輪真正能否實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化起到很關(guān)鍵的作用。否則，依靠進(jìn)口部件來生產(chǎn)的雙質(zhì)量飛輪，在價(jià)格上與外資品牌的價(jià)格并

12、無太多的競爭力。 第三、能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的問題。從上述可知，國內(nèi)企業(yè)從2000年就開始計(jì)劃研發(fā)雙質(zhì)量飛輪，并且很多企業(yè)很快就推出了產(chǎn)品樣件。但截止目前，國內(nèi)還沒有一家企業(yè)真正地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。主要原因就是市場問題。目前，國內(nèi)采用雙質(zhì)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(chǎn)品，也很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 我國配置雙質(zhì)量飛輪的部分車型一覽表我國配置雙質(zhì)量飛輪的部分車型一覽表 我國雙質(zhì)量飛輪發(fā)展前景我國雙質(zhì)量飛輪發(fā)展前景 雙質(zhì)量飛輪由于具有減振、降噪等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高手動(dòng)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(zhì)

13、量飛輪具有一定的長遠(yuǎn)發(fā)展前景。但雙質(zhì)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(zhì)量飛輪的發(fā)展前景，受到以下幾個(gè)因素的影響。 第一、雙質(zhì)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(dòng)變速器（AT和CVT），自動(dòng)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(duì)于未來變速器形式的發(fā)展，出現(xiàn)激烈的爭論。在國內(nèi)，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(dǎo)著我國變速器形式的走向。但從過去發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來判斷，我國自動(dòng)變速器的比重在上升，手動(dòng)變速器的比重在下降。 第二、國內(nèi)主機(jī)

14、廠對(duì)雙質(zhì)量飛輪的應(yīng)用態(tài)度。目前，國內(nèi)還很少車型采用雙質(zhì)量飛輪，主要是大眾系統(tǒng)采用的比例相對(duì)比較多。據(jù)了解，當(dāng)初國內(nèi)一些引進(jìn)帶雙質(zhì)量飛輪的車型，到國內(nèi)后，都改成單質(zhì)量飛輪。國內(nèi)用戶的使用習(xí)慣和雙質(zhì)量產(chǎn)品自身技術(shù)不完善，使雙質(zhì)量飛輪在國內(nèi)存在比較高的返修率。帶雙質(zhì)量飛輪的寶萊TDi車型在杭州還出現(xiàn)因雙質(zhì)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(zhì)量飛輪的企業(yè)人員透露，帶雙質(zhì)量飛輪的該款車型將于今年年底停產(chǎn)，他認(rèn)為國內(nèi)發(fā)展雙質(zhì)量飛輪的前景比較暗淡。 第三、汽車柴油化對(duì)雙質(zhì)量飛輪的發(fā)展起到非常好的推動(dòng)作用。在歐洲，柴油車的比例已經(jīng)比較高，因此對(duì)雙質(zhì)量飛輪的需求也比較大。但在國內(nèi)，柴油乘用車發(fā)展進(jìn)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(dòng)、氣體排放等技術(shù)還不成熟，比如目前乘用