离合器技术发展史(六)—双质量飞轮和阻尼式飞轮离合器
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赫尔佐根奥拉赫/布尔/伍珀塔尔变速箱的喧杂噪声,变速箱使用寿命的降低、驾驶舒适性的严重受损、以及旅行中产生的一些噪声使人们无法在汽车中交谈,这些都是没有对扭转振动隔振造成的,如果动力传动系统中没有减振的零部件,汽车行业必须会面临这些问题。
庆祝LuK发明双质量飞轮25周年25年的阻尼振动赫尔佐根奥拉赫/布尔/伍珀塔尔变速箱的喧杂噪声,变速箱使用寿命的降低、驾驶舒适性的严重受损、以及旅行中产生的一些噪声使人们无法在汽车中交谈,这些都是没有对扭转振动隔振造成的,如果动力传动系统中没有减振的零部件,汽车行业必须会面临这些问题。
引起扭转振动的原因是四冲程内燃发动机的周期运动,加上汽缸的顺序点火,带来了曲轴转动的不规则性。
动力传动系统所具有的特征固有频率,又会把发动机产生的不规则转动转化为扭转振动。
八十年代出现的对动力传动系统内部摩擦阻力优化及传动效率提升的研发趋势增加了扭转减振的要求。
但是,在20多年前先进的直喷柴油发动机才真正地对研发人员提出了新的挑战。
当发动机的扭矩不断提升,同时传动系统的不断优化,我们称之为“变速箱敲齿噪声”也越来越严重。
特别是高扭矩柴油发动机的激励产生的扭转振动更会引起车身的轰鸣声。
由此,通过找到减小扭转振动的解决方案,而消除这些令人不快的问题成为汽车工程师们的一项重要任务。
直到1985年,舍弗勒集团的成员,离合器和变速箱领域的专业厂家LuK公司发明的双质量飞轮(DMF)得以批量生产,在此之前,通常采用离合器从动盘对传动系统进行扭转减振。
双质量飞轮的使用对传动系统振动和噪声的减小设定了新的标准。
它与传统系统中安装在发动机和变速箱之间的刚性飞轮不同,新系统的飞轮被一分为二。
自从发明了双质量飞轮,发动机侧的第一质量和变速箱侧的第二质量被分离开来,它们通过一个弹簧减振系统彼此相联。
双质量飞轮的核心零部件是弧形弹簧。
它比传统的从动盘减振器所采用的弹簧要长很多,因此它的隔振效果更好。
LuK双质量飞轮首次将传动系统的共振转速降低到怠速转速以下,也因此确保了对发动机产生的扭转振动的隔振效果。
离合器发展史论文【内容提要】汽车诞生100多年来,人们一直在研究汽车离合器技术,希望汽车运行更加快捷、舒适、安全、可靠。
对于以内燃机为动力的汽车,离合器在机械传动系统中作为一个独立的总成而存在的,它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。
离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质,或是用磁力传动来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。
目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器。
发动机发出的转矩,通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用,传给从动盘。
当驾驶员踩下离合器踏板时,通过机件的传递,使膜片弹簧大端带动压盘后移,此时从动部分与主动部分分离。
【Abstract】Car was born more than 100 years, people have been studying automotive clutch technology, want cars run moreQuick, comfortable, safe and reliable. For cars powered by internal combustion engine, the clutch in the mechanical transmission system and exist as an independent assembly, it is directly connected to engine car drive train assembly. Active part and the driven part of the clutch by friction between the surfaces in action, or a liquid as a transmission medium, or transmission torque, using a magnetic transmission to make between the two can temporarily separation, but also gradually, in the process of transmission and allows the two parts of rotation between them. At present, widely used in the car is made of spring compression friction clutch. Torque from the engine, through the flywheel and the pressure plate and driven disc interface friction role, to the platen. When the pilot on the clutch pedal, pass through part, make diaphragm spring big end drive the pressure plate back, secondary part separated from active parts at this time.【正文】一、离合器的发展史在早期研发的离合器结构中,锥形离合器最为成功。
双质量飞轮工作原理
双质量飞轮是一种用于汽车发动机传动系统的设备,包括两个相互连接的飞轮。
其工作原理如下:
1. 动力输入:当发动机运行时,传动系统将动力传递给主质量飞轮。
主质量飞轮是一个较大且较重的金属盘状物,它连接到引擎的曲轴上。
2. 质量分离:主质量飞轮内部有一系列的离心离合器,它们与一些离心重物相连接。
这些离心离合器将一部分飞轮的质量分离出来形成次质量飞轮。
次质量飞轮也是一个金属盘状物,它通过轴向弹簧与主质量飞轮相连。
3. 储能:当发动机产生扭矩时,主质量飞轮和次质量飞轮同时旋转。
由于次质量飞轮较轻且与主质量飞轮之间有弹簧连接,主质量飞轮会带动次质量飞轮进行旋转。
而离心离合器会使部分重物相对于次质量飞轮位置固定,形成储能。
4. 能量释放:当发动机扭矩需求增加时,储存在次质量飞轮中的能量会被释放出来,通过传动系统传递给车辆。
次质量飞轮的旋转惯量较小,因此能够更快地响应发动机扭矩需求的变化。
通过使用双质量飞轮,发动机扭矩传递的响应性得到了改善。
它可以减少引擎的扭矩波动,提高车辆的驾驶舒适性和平顺性,并且可以有效地减少离合器的磨损和损坏。
双质量飞轮还可以提高车辆的燃油经济性,降低排放。
总之,它是一种在汽车传动系统中广泛应用的技术。
双离合变速器的前世今生摘要:作为汽车传动系最为重要一环——变速器,无疑成为汽车新技术革新与发展的对象。
经过100多年的发展,汽车变速器由最初采用侧链传动到手动变速器,及至液力自动变速器和电控机械式自动变速器,再到现在无级自动变速器的普及,汽车变速器也向着更平顺、更省油、更富驾驶乐趣的方向不断发展。
直至双离合自动变速器的出现,变速器技术又伴随着速度和梦想,迈向了一个全新的高度。
本文就双离合变速器的发展历史,技术概况作详细的介绍。
关键词:变速器,双离合,DSG,PDK,M-DKGAbstract:As the vehicle of transmission is the most important one annulus -- transmission, will undoubtedly become the new auto technology innovation and development of object. After 100 years of development, automobile transmission by initially applying side chain drive to the manual transmission, and automatic transmission and automatic mechanical transmission, now and then to stepless automatic transmission of automobile transmission in popularity, more smooth, more fuel efficient, more fun to drive the direction of development. Until the double clutch automatic transmission technology, and with the speed and the dream, the move towards a new height. In this paper, the dual clutch transmission development history, make a detailed technical overview.Key words:transmission, double clutch, DSG, PDK, M-DKG引言1886年1月29日,当卡尔.本茨驾驶着全世界第一辆汽车出现在道路上时,汽车的革新之路就开始了。
双质量飞轮工作原理双质量飞轮是一种用于汽车发动机的动力传输系统,它可以提高发动机的性能和燃油经济性。
在这篇文章中,我们将深入探讨双质量飞轮的工作原理,以及它是如何影响发动机性能的。
首先,让我们来了解一下传统的单质量飞轮是如何工作的。
在汽车发动机中,发动机的输出轴通过离合器和变速箱连接到传动系统。
传统的单质量飞轮安装在发动机的输出轴上,它的作用是平衡发动机的振动和提供一定的惯性负载,以便顺利地传递动力到传动系统。
然而,随着汽车发动机的性能不断提高,传统的单质量飞轮已经无法满足发动机的需求。
因此,双质量飞轮应运而生。
双质量飞轮由两个质量不同的部分组成,其中一个部分连接到发动机输出轴,另一个部分连接到离合器和变速箱。
两个部分之间通过一组弹簧和减震器连接在一起。
双质量飞轮的工作原理如下,当发动机产生扭矩时,发动机输出轴上的部分会产生一定的角加速度,而连接到离合器和变速箱的部分则会产生相对滞后的角加速度。
这种相对滞后的运动会导致弹簧和减震器产生一定的变形,从而吸收和减缓发动机输出的冲击力。
这样一来,双质量飞轮就可以平衡发动机的振动,减少传动系统的冲击负荷,提高传动系统的寿命。
此外,双质量飞轮还可以提供额外的惯性负载,使发动机在换挡时更加平稳。
在高速行驶时,双质量飞轮可以提供更大的惯性负载,使发动机更加稳定,提高燃油经济性。
总的来说,双质量飞轮通过其独特的工作原理,可以提高发动机的性能和燃油经济性,减少传动系统的冲击负荷,延长传动系统的使用寿命。
因此,它已经成为现代汽车发动机的重要组成部分,受到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍,读者们对双质量飞轮的工作原理有了更加深入的了解。
离合器技术发展史在100多年的汽车发展史中,几乎所有的零部件在技术方面都经历过巨大的发展变化:可靠性、生产成本、维护便利性、节能减排性等,都已经且将一直成为汽车行业的追求目标,这些发展目标要求汽车工程师们不断地开发出更新更好的解决方案。
在技术方面,直到1910年,往复式活塞内燃机汽车才明显地超过汽车和电动汽车。
1902年,一辆汽油发动机汽车第一次打破了当时的最高速度记录,而在此之前,最高速度记录则一直是由蒸汽汽车和电动汽车创造的。
汽车的这三种不同驱动方式的支持者们在20世纪的头十年里一直为打破最高速度记录而不断地竞争和比赛。
蒸汽和电动汽车相对于“液体燃料驱动汽车”(蒸汽和电动汽车支持者的习惯叫法)有一个非常突出的优点,就是其近乎理想的转矩特性,它们既不需要离合器,也不需要变速器,因此易于操作,也很少出故障,更容易维护。
由于往复式活塞内燃机只有在达到一定转速时才能输出转矩,所以在发动机和变速器之间必须要有一个分离接合装置。
汽油发动机需要借助离合器的接合功能才能起动汽车,因为只有当发动机达到一定转速时,才能输出转矩。
除了离合器的接合功能,离合器的分离功能也同样重要,因为在车辆行驶中要求可以自由换档。
鉴于相关问题的复杂性,早期在很多小型车设计结构中并没有离合器的接合功能,车辆是借助人力推动而起动的。
离合器的起源第一代离合器的工作原理来自早期工业化社会使用机械装置的工厂。
通过对带式变速器的类推,人们将一种平面皮带引入到汽车中。
通过皮带轮的张紧作用,皮带将发动机的输出转矩传递到驱动齿轮上,当通过调节滚轮来使皮带松弛时,皮带打滑,就相当于离合器的分离。
由于此过程导致皮带磨损太快,人们便采用了一种新的方法:安装一个与驱动皮带轮同样尺寸的惰轮,通过扳动杠杆,可以将传动带从惰轮转到驱动轮上。
此皮带传动装置的缺点,一方面是效率低下,容易磨损,尤其是在雨天传递动力不足时;另一方面是要求变速器增加档位以应对不断提高的发动机转矩,这就促使工程师们不断地探索更好的方法以取代此离合器。
离合器的发展史一、起源离合器的起源可以追溯到19世纪末的蒸汽机车时代。
当时的蒸汽机车需要人工操作离合器来控制车辆的启停和速度调节。
最早的离合器设计比较简单,使用手动操纵杆或脚踏板来控制离合器的开合,使发动机与传动系统断开或连接。
二、手动离合器的发展随着汽车的发展,离合器的设计也逐渐改进。
最早的手动离合器采用摩擦片和压盘的组合,通过压盘的力来实现离合器的开合。
这种离合器需要驾驶员用手动操作离合器操纵杆来实现离合器的开合,以控制发动机和变速器之间的传动。
这种类型的离合器在早期汽车中广泛应用,并且在后来的发展中得到了改进和完善。
三、自动离合器的引入20世纪初,随着汽车的普及和发展,对驾驶的便利性提出了更高的要求。
于是自动离合器应运而生。
自动离合器通过一系列的机械和液压装置来实现离合器的自动开合,使驾驶员不再需要手动操纵离合器。
这种类型的离合器在驾驶中提供了更大的便利性和舒适度,减轻了驾驶员的负担。
四、离合器的电控化随着电子技术的发展,离合器的控制方式也发生了变化。
传统的机械和液压离合器逐渐被电控离合器取代。
电控离合器通过电子控制单元来实现离合器的开合,更加精确和灵活。
电控离合器的优势在于能够根据驾驶条件和车辆状况进行智能调节,提供更好的驾驶体验和燃油经济性。
五、双离合器的出现近年来,双离合器技术成为离合器领域的一项重要创新。
双离合器采用两个独立的离合器组件,分别负责发动机的启动和变速器的换挡。
通过智能控制系统的协调工作,实现快速平稳的换挡操作,提高了车辆的动力性能和燃油经济性。
双离合器的出现极大地推动了汽车技术的发展,并成为现代高性能车型中常用的离合器类型。
六、未来发展趋势随着汽车技术的不断进步,离合器的发展也将朝着更高效、更智能的方向发展。
未来的离合器可能会进一步实现电动化和自动化,以适应新能源汽车和自动驾驶技术的发展需求。
同时,离合器的材料和结构也将不断创新,以提高其耐久性和性能表现。
总结:离合器作为汽车传动系统中的重要组成部分,经历了从手动到自动,从机械到电控的发展过程。
双质量飞轮工作原理双质量飞轮的“舞动”奥秘:一次深入机械世界的创意探索你是否曾对汽车引擎室内的精密部件感到好奇?其中一种隐藏在引擎深处、默默发挥关键作用的“黑科技”,便是我们今天的主角——双质量飞轮。
它的工作原理犹如一场独特的“机械芭蕾”,巧妙地解决了动力传输中的振动问题,让驾驶体验如丝般顺滑,今天我们就来揭开这神秘面纱,一探究竟。
首先,双质量飞轮,这个听起来颇具科技感的名字,实际上是对它结构和功能的精准描述。
它并非传统意义上的单一整体,而是由两个独立的质量块通过弹簧减震系统连接而成。
这就像是两位身怀绝技的舞者,虽各自行进,却通过无形的纽带紧密相连,共同演绎出和谐的动力传递之舞。
当引擎运转时,燃烧产生的能量会驱动发动机曲轴旋转,进而带动第一质量体飞速转动。
然而,由于内燃机工作过程中的燃烧不连续性,会产生令人头疼的转矩波动。
这时,双质量飞轮的神奇之处便显现出来。
就像舞蹈中的一方突然加速或减速,另一方能通过弹性元件,即弹簧减震系统,吸收并缓冲这种瞬态变化,实现速度的平滑过渡,确保变速器输入端的转速稳定,就如同一位出色的舞伴,能够敏锐感知节奏变化,并及时做出优雅调整。
这个过程中,“飞轮兄弟”的动态平衡表现得淋漓尽致,它们既相互独立又相互联动。
一个质量体感受着引擎的脉搏跳动,而另一个则以平稳的步伐将这份活力无缝传递给传动系统,两者间那微妙的力与反作用力如同情感丰富的对话,充满了韵律与智慧。
感叹一声:“妙哉!”双质量飞轮正是这样,在悄无声息中化解了振动带来的困扰,提升了车辆行驶的舒适性和稳定性。
这不仅体现了现代工业设计的巧夺天工,更是在微观世界里奏响了一曲动力传输的和谐乐章。
因此,每当我们驾驶着装有双质量飞轮的汽车畅行于城市、乡村之间,享受那份流畅且静谧的驾驶乐趣时,不妨在心中为这一不起眼却又至关重要的部件默默点赞。
它的存在,正是一首献给科技进步与创新精神的赞歌,也是对人类不断追求机械艺术巅峰的生动诠释。
离合器技术发展史(六)——双质量飞轮(DMF)和阻尼式飞轮离合器(DFC) 双质量飞轮(DMF)
随着车身重量的减
轻以及风洞试验后进一
步优化的车身,现代车辆
的风噪明显减小。
由于自
然阻尼不充分导致的噪
声源的增加使得其他噪
声变得明显。
流线型的车
身设计、极低转速的发动
机、五六档变速器以及稀
油的使用,也助长了这一
现象。
而往复活塞式发动
机周期性的燃烧过程导
致了传动系的扭转振动,
由此带来的变速器振动
异响和车身噪声,也会有
损驾驶舒适性。
LuK为此特别研
发出了双质量飞轮(DMF)来降低振动和噪声。
结构:
双质量飞轮将传统的飞轮分成两部分,一个是发动机侧的带启动齿圈(21)的主动飞轮与减振器盖(1),另一个是带用于散热的通风孔(22)的从动飞轮与离合器摩擦面(2),而从动飞轮增加了变速器的角动量,见图1。
两部分的质量通过一个弹簧/阻尼系统连在一起,由深沟球轴承(11)支承以自由转动,而密封功能由O型圈(12)和轴承密封罩(13)来密封。
两个铸造的铁片(1,3)用激光焊接的外边缘(25),形成了一个环状的油脂腔(8),带有弹簧导向滑槽(6)的弧形弹簧(5)放在其中,由密封片(9)来密封。
膜片弹簧的法兰(7)与弧形弹簧(5)中的凸缘连接,它靠铆在变速器侧的支撑环(10)的摩擦作用来工作。
膜片弹簧在设计时保证了其所能传递的扭矩比发动机最大的扭矩要大。
附加的摩擦装置(15,16),和安装在盘毂上的轴承,由其中一个减振器盘支承。
由于弹簧/阻尼系统集成在双
质量飞轮中,所以与之配合的离合器从
动盘(B)便不再需要扭转减振装置。
通常,带夹紧舌的膜片弹簧离
合器被用作离合器盖(A),夹紧舌由定位
销(20)固定。
功能
研究表明,可以通过改变角动
量的分布来改变发动机的共振转速范
围。
LuK开发了一系列的双质量飞轮产
品,可将发动机共振振幅保持在极低的
水平。
带有双质量飞轮的发动机角动量在扭转减振器之前是下降的,而在其后是增加的。
由此可见,发动机的角动量是由主动飞轮来调整的,而变速器的角动量受到从动飞轮、离合器压盘以及从动盘的影响。
这样,共振转速从1300转/
分降低到300转/分左右,而发动机怠速时也不可能如此低的转速的,因而大大提高了驾驶舒适性。
发动机侧角动量的降低还有一个好处是,换挡可以更快。
因为同步质量降低了,同步装置的磨损也下降了。
与传统的飞轮加带扭转减振的从动盘的组合相比,双质量飞轮将发动机在怠速状态下的扭转振动几乎全部衰减掉,从而避免了变速器齿轮的碰撞,降低了变速器的噪声。
由于应用了双质量飞轮,复杂的扭转减振器将发动机的扭转振动大幅度衰减,防止了该振动影响到变速器元件。
噪声没有了,驾驶也就更舒适了。
LuK双质量飞轮的优点包括:一流的驾驶舒适性;衰减振动;降低噪声;降低了发动机转速,更加省油;提高了换挡的舒适性;降低了同步磨损;提供传动系的过载保护。
阻尼式飞轮离合器(DFC)
双质量飞轮为汽车传动系提供了一个高效的扭转减振方案,它的价值已在高档车领域得到了验证。
中档车领域和带横置发动机的紧凑型车辆对双质量飞轮的需求也在不断增长。
对二手发动机以及污染物排放较少的发动机的需求也在增长,但这同时带来了发动机性能的不规则,尤其在直喷式柴油发动机领域。
LuK现开发了DFC,即阻尼式飞轮离合器为中档车领域提供了最高水准的驾驶舒适度,见图2。
DFC可有效衰减发动机在怠速时的振动,这使变速器和车身在一定转速时的噪声不复存在。
同时,DFC对环境的保护也是显而易见的:降低了发动机低转速时的噪声,使换档次数减少,同时可降低发动机的平均工作转速;系统的整体效率提高了,燃油消耗和尾气排放降低了。
DFC集成了双质量飞轮、离合器压盘和从动盘。
包含曲轴螺栓在内,DFC将整套机构供给车辆制造商,并在装配线上作为一个单元用一个工位即完成安装。
曲轴螺栓可通过位于双质量飞轮和离合器盖上的孔来拧紧。
与传动系统相比,DFC还具有质量更轻、整个系统的平衡性更好;降低了膜片弹簧的安装误差等优点。
结构与功能
离合器盖:图2中,碗形的主动飞轮(1)作为弧形弹簧的减振器罩室,离合器盖(3)也是其中一部分。
从动飞轮(2)和离合器盖保持环(7)是由钢板冲压制成的。
从动飞轮(2)和离合器压盘(25)由灰铸铁制成,具有极好的热传导性。
精心设计的风冷系统为飞轮和从动盘提供了极佳的冷却效果。
阻尼弹簧:双质量飞轮中的弧形弹簧减振器被集成在DFC中。
这个弹簧减振系统需要满足两个互相矛盾的要求。
首先是在正常工况下,
不规则发动机振动曲线意味着
减振器只需要很小的工作转角,
在这个工作范围内,较低的弹簧
弹性和阻尼系数才能达到较好
的减振效果,见图3。
其次,对于载荷变化的工况(如急加速),发动机的振动曲线也随之而改变,并在某范围内产生噪声。
此效应只能由扭转减振器来改善,它具有极低的弹簧弹性系数和很高的阻尼系数。
弧形弹簧解决了这对矛盾。
它在高工作转角时表现出低的弹性系数和高的阻尼特性,而在正常工况时又能发挥较低的阻尼效应,从而达到了完美的减振效果,见图3。
轴承:专门设计的轴承位于曲轴螺栓罩内,见图4。
轴承(14)持续承受发动机的旋转振动,内外圈之间没有相对运动,且此轴承还要耐受高温。
这些工作条件极大地影响了轴承的承载能力。
安装和运输:在整车制造生产线和维修车间里,DFC极大地简化了烦琐的安装,降低了费用,见图5。
离合器压盘可以单独更换,这是为了在必要时更换从动盘(如沾上了油)。
此结构的另一大优点是所有的部件集成为一个整体,方便运输和安装,且零件的数量和型号相应的减少,从而降低了物流和其它相关费用(仓储、目录等)。
舍弗勒集团汽车售后业务部负责LuK、INA和FAG三大品牌在汽车售后市场的销售管理和品牌营销,为全球市场提供各类汽车离合器系统部件、正时皮带传动部件、气门驱动机构产品以及轮毂轴承、悬架部件和变速箱零件等产品。