双质量飞轮结构介绍-LUK
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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。
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。
DMF (Dual Mass Flywheel)
双质量飞轮
LuK OEM
2009年6月
发动机的扭转振动
时间
转速
采用单质量飞轮+从动盘减振的扭转减振效果
传动系统的共振转速(w e = w o )
150
发动机变速箱w o =
c
J
100
阻尼
50
800 1200 1600 2000 2400 2800
发动机转速[rpm]
2011-12-12Distribution as well as reproduction of this document, use and disclosure of its content or parts thereof only with prior consent of LuK. All rights
双质量飞轮系统扭转振动的仿真模拟
采用双质量飞轮的扭转振动效果
传动系统的共振转速(w
e = w o )
<<
<<<
150
c
w o =
发动机
J
100
变速
箱>>
50
发动机转速[rpm]
2011-12-12 Page 7Distribution as well as reproduction of this document, use and disclosure of its content or parts thereof only with prior consent of LuK. All rights reserved to LuK, in particular in case of grant of patent, utililty model registration, or design registration. Violations will cause indemnities.
扭转振动效果对比-4挡全油门实测值
阻尼
变速箱
单质量飞轮+从动盘减振
发动机双质量飞轮
发动机转速[rpm]
双质量飞轮的优点
单质量飞轮和双质量飞轮曲轴负载对比
测试点(曲轴轴承)
扭矩
1200
800
弯矩
400
单质量飞轮0
双质量飞轮2000300040005000
起动齿圈
主动飞轮
弧形弹簧
法兰
从动飞轮
质量环
法兰
弧形弹簧平衡块
膜片弹簧起动齿圈
从动飞轮
主动飞轮
铆钉支承环
盖板垫片
油脂
2011-12-12 Page 12Dis
reserved to LuK, in particular in case of grant of patent, utililty model registration, or design registration. Violations will cause indemnities.
双质量飞轮工作的不同工况
点火起动
熄火怠速
发动机
变速箱
时间
滑行起步
加减速驱动行驶
点火起动
怠速
低速行驶
高速行驶
急加速 / 急减速
弧形弹簧在不同工况下的运动情况发动机熄火
不同行驶工况对双质量飞轮的要求
对双质量飞轮的要求
行驶工况可能引起的
后果
振动频率振幅(转角)
弹簧刚度阻尼
怠速/驱动/滑行敲齿噪声高小小小急加速/急减速车身抖动低大小大共振噪声/零件失效低大小大2011-12-12Distribution as well as reproduction of this document, use and disclosure of its content or parts thereof only with prior consent of LuK. All rights
双质量飞轮的一些特殊结构和开发工具
双质量飞轮开发的产品优化循环
感谢您的关注!
LuK OEM
2011年12月。