扭轉減振器的設計

1、第五節(jié) 扭轉減振器的設計 扭轉減振器主要由彈性元件(減振彈簧或橡膠)和阻尼元件(阻尼片)等組成。彈性元件的主要作用是降低傳動系的首端扭轉剛度，從而降低傳動系扭轉系統(tǒng)的某階(通常為三階)固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開由發(fā)動機轉矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動能量。所以，扭轉減振器具有如下功能： 1)降低發(fā)動機曲軸與傳，動系接合部分的扭轉剛度，調諧傳動系扭振固有頻率。 2)增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉共振響應振幅，并衰減因沖擊而產生的瞬態(tài)扭振。 3)控制動力傳動系總成怠速時離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振與噪聲。4)緩和非

2、穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。扭轉減振器具有線性和非線性特性兩種。單級線性減振器的扭轉特性如圖214所示，其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應用于汽油機汽車中。當發(fā)動機為柴油機時，由于怠速時發(fā)動機旋轉不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪齒間的敲擊，從而產生令人厭煩的變速器怠速噪聲。在扭轉減振器中另設置一組剛度較小的彈簧，使其在發(fā)動機怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲，此時可得到兩級 圖 2-14 單級線性減速器的扭轉特性非線性特性，第一級的剛度很小，稱為怠速級，第二級的剛度較大。目前，在柴油機汽車中廣泛采用具有怠速級的兩級或三級非線性扭轉減振器。 在扭轉減振器中

3、，也有采用橡膠代替螺旋彈簧作為彈性元件，以液體阻尼器代替干摩擦阻尼的新結構。減振器的扭轉剛度和阻尼摩擦元件間的摩擦轉矩是兩個主要參數。其設計參數還包括極限轉矩、預緊轉矩和極限轉角等。1 極限轉矩極限轉矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙1(圖215)時所能傳遞的最大轉矩，即限位銷起作用時的轉矩。它與發(fā)動機最大轉矩有關，一般可取 圖2-15 減速器尺寸簡圖 (227)式中，貨車：系數取15，轎車：系數取20。2 扭轉剛度是為了避免引起系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉剛度，使共振現象不發(fā)生在發(fā)動機常用工作轉速范圍內。 決定于減振彈簧的線剛度及其結構布置尺寸(圖215)。 設減振彈簧分布

4、在半徑為Ro的圓周上，當從動片相對從動盤轂轉過弧度時，彈簧相應變形量為Ro。此時所需加在從動片上的轉矩為 （2-28）式中，T為使從動片相對從動盤轂轉過弧度所需加的轉矩(N·m)；K為每個減振彈簧的線剛度(Nmm)；Zj為減振彈簧個數；Ro為減振彈簧位置半徑(m)。 根據扭轉剛度的定義，則 (2-29)式中，為減振器扭轉剛度(N·mrad)。 設計時可按經驗來初選是13 （2-30）3阻尼摩擦轉矩 由于減振器扭轉剛度是，受結構及發(fā)動機最大轉矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動機工作轉速范圍內最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉矩一般可按下式初選 （2-31）

5、4預緊轉矩 減振彈簧在安裝時都有一定的預緊。研究表明，增加，共振頻率將向減小頻率的方向移動，這是有利的。但是不應大于，否則在反向工作時，扭轉減振器將提前停止工作，故取 （2-32）5減振彈簧的位置半徑RoRo的尺寸應盡可能大些，如圖215所示，一般取 （2-33）6減振彈簧個數參照表22選取。 表22 減振彈簧個數的選取 摩擦片外徑Dmm 225-250 250-325 325-350 >350 車 4-6 6-8 810 >107減振彈簧總壓力 當限位銷與從動盤轂之間的間隙1或2被消除，減振彈簧傳遞轉矩達到最大值時，減振彈簧受到的壓力為 （2-34）8極限轉角針 減振器從預緊轉矩

6、增加到極限轉矩時，從動片相對從動盤轂的極限轉角為 （2-35）式中，L為減振彈簧的工作變形量。通常取3O12O，對平順性要求高或對工作不均勻的發(fā)動機，取上限。 目前通用的從動盤減振器在特性上存在如下局限性：1) 它不能使發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻率降低到怠速轉速以下，因此不能避免怠速轉速時的共振。研究表明，發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)固有頻率一般為4070Hz，相當于四缸發(fā)動機轉速12002100rmin，或六缸發(fā)動機轉速8001400rmin，一般均高于怠速轉速。2)它在發(fā)動機實用轉速10002000rrain范圍內，難以通過降低減振彈簧剛度得到更大的減振效果。因為在從動盤結構中，減振彈簧位置

7、半徑較小，其轉角又受到限制，如降低減振彈簧剛度，就會增大轉角并難于確保允許傳遞轉矩的能力。 近年來出現了一種稱為雙質量飛輪的減振器(圖216)。它主要由第一飛輪1、第二飛輪2與扭轉減振器11組成。第一飛輪1與聯結盤9以螺釘10緊固在曲軸凸緣8上，并以滾針軸承7和球軸承5支承在與離合器蓋總成3緊固的同軸線的第二飛輪2的短軸6上。在從動盤4中沒有減振器。雙質量飛輪減振器具有以下優(yōu)點： 1)可以降低發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻率，以避免在怠速轉速時的共振。 圖216 雙質量飛輪減振器 1一第一飛輪 2一第二飛輪 3一離合器蓋總成 4一9,Jt 5一球軸承 6一短軸 7一滾針軸承8一曲軸凸緣 9一聯結盤 10一螺釘 11一扭轉減振器2)增大減振彈簧的位置半徑，降低減振彈簧剛度K，并允許增大轉角。3)由于雙質量飛輪減振器的減振效果較好，在變速器中可采用粘度較低的齒輪油而不致產生齒輪沖擊噪聲，并可改善冬季的換擋過程。而且由于從動盤沒有減振器，可以減小從動盤的轉動慣量，這也有利于換擋