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系統(tǒng)中起著傳遞轉(zhuǎn)矩、分離傳動、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(jī)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(jī)的振動成為汽車減振的主要振源，如何使發(fā)動機(jī)和整車的振動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盤式扭轉(zhuǎn)減振器。然而，對離合器從動盤式扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，往往受限于離合器從動盤上的有限空間，難以達(dá)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(shí)際應(yīng)用中也證明了離合器從動盤式扭轉(zhuǎn)減振器存在著一些嚴(yán)重弱點(diǎn)，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1、不能使發(fā)動機(jī)-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(zhuǎn)速時的共振。在發(fā)動機(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，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(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失效等現(xiàn)象。 3、由于受結(jié)構(gòu)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(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，解決傳動系扭振和噪聲問題，雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器是一個很有潛力的產(chǎn)品,它相當(dāng)于一個機(jī)械式低通濾波器,能夠?qū)l(fā)動機(jī)曲軸輸出端的扭轉(zhuǎn)振動高頻部分濾掉,以消除對傳動系的扭振激勵。雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器可完全替代離合器從動盤式扭轉(zhuǎn)減振器,又能夠克服離合器從動盤式扭轉(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)離合器從動盤式扭轉(zhuǎn)減震器 傳統(tǒng)的離合器一般采用從動盤式扭轉(zhuǎn)減振器，它是置于離合器從動盤中的彈性阻尼式扭轉(zhuǎn)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(dá)到隔離發(fā)動機(jī)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(yīng)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(zhuǎn)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(jìn)。在早期的離合器扭轉(zhuǎn)減振器中，彈簧只有一級，其扭轉(zhuǎn)特性是線性的，單級彈簧的扭轉(zhuǎn)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(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(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，級數(shù)過多是不現(xiàn)實(shí)的。上圖為三級式非線性扭轉(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(yīng)低于發(fā)動機(jī)怠速時轉(zhuǎn)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(yīng)低于發(fā)動機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速ne 時的激振頻率fe，用于驅(qū)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(zhuǎn)角，采用變扭轉(zhuǎn)剛度和變阻尼力矩是很有必要的。 由于離合器從動盤式扭轉(zhuǎn)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(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(shí)驗(yàn)研究和制造工藝的改進(jìn)等方面。現(xiàn)代汽車的離合器從動盤式扭轉(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)減振器各級之間平滑過渡的結(jié)構(gòu)改進(jìn)；4、怠速減振級的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。 但從動盤式扭轉(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)動機(jī)的整個工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，具有非線性的特點(diǎn)，這一特性使得動力傳動系在發(fā)動機(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，使傳動系的扭轉(zhuǎn)振動的負(fù)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(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器對降低動力傳動系的扭轉(zhuǎn)振動有著十分顯著的效果。通過對雙質(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，對國內(nèi)企業(yè)還存在以下幾個問題： 第一、專利和知識產(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，如何避開專利的限制是一個比較大

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)動機(jī)和變速箱之間的重要部件，對零部件產(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(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(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，我國自動變速器的比重在上升，手動變速器的比重在下降。 第二、國內(nèi)主機(jī)

14、廠對雙質(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、汽車柴油化對雙質(zhì)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(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、氣體排放等技術(shù)還不成熟，比如目前乘用