扭转减振器的设计

混动车辆传动系统扭振设计及验证混动车辆传动系统由一系列具有弹性和转动惯量的传动轴、齿轮和离合器等组成，传动系统的扭转共振现象往往对正常工作造成威胁，即发动机的工作频率落在传动系统的固有频率附近或与其相重合。

通过对扭振模型中刚度、阻尼、激励等参数的研究，采取有效的减振隔振等手段，以提高车辆动力传动系统的性能和寿命。

下面以某款在开发中的混合动力乘用车动力传动系统为分析对象，研究扭振参数的匹配设计、仿真与试验方法。

1 混合动力系统介绍图1为某混合动力乘用车的传动系统结构图，该车辆主要行驶工况包含驻车发电、纯电驱动、串联行驶、并联行驶、发动机驱动、行车发电和制动能量回收等。

低速起步时驱动电机驱动车辆行驶，当动力电池容量降低到某值后车辆进入串联行驶模式启动发动机，此时发动机发电，发电机将电能充入动力电池内或直接驱动电机，变速箱内部离合器断开，驱动电机驱动车辆。

当车速上升到某值或急加速时，车辆进入并联行驶，此时变速箱内部离合器接合，发动机和驱动电机动力耦合同时驱动车辆。

当车速较高（＞120km/h）或高速巡航时发动机多余的动力可以用来发电，当车辆滑行或制动时驱动电机可当做发电机使用，回收制动能量。

另外驻车时启动发动机也可通过发电机对动力电池充电。

本文主要研究该混动车辆传动系统限扭减振器的参数匹配，以及当发动机运转时限扭减振器对车辆传动系统扭转振动及变速箱NVH性能的影响。

图1 某款混合动力乘用车传动系统结构2 限扭减振器介绍图2为限扭减振器（Torque LimiterDamper）在传动系统中的安装结构图，其利用碟形弹簧、摩擦片、花键毂等来传递发动机扭矩，当扭矩过载时依靠摩擦面之间打滑来防止传动系统过载损坏，同时内部安装有弧形弹簧扭转减振器，可以将发动机飞轮端较大的扭转振动角加速度衰减为变速箱输入轴处较小角加速度，保护变速箱内部轴齿在扭转冲击时不受损坏，以及防止变速箱内部空转齿轮产生敲齿声等传动系统NVH问题，其内部设置阻尼盘结构可衰减发动机的扭转振动并转化成热能耗散掉，其与普通手动挡离合器的区别在于不需要换挡时可以分离的功能。

扭转减震器工作原理减震器是一种常见的机械设备，它主要用于汽车、铁路、建筑物和其他工程结构中，以减少由震动和振动引起的不适和损坏。

扭转减震器是减震器中的一种，它的工作原理是通过扭转来减少或抑制振动的传递。

扭转减震器的主要组成部分包括扭转弹簧、阻尼器和密封件等。

扭转弹簧通常由金属或橡胶材料制成，具有一定的弹性和柔软性。

当结构体受到外部振动或冲击时，扭转弹簧可以通过扭转和变形来吸收和耗散掉一部分振动能量。

同时，阻尼器通过阻尼材料的摩擦和阻尼作用来消耗剩余的振动能量，从而起到减震的作用。

密封件则用来防止灰尘、水分和其他外界物质进入减震器内部，影响其正常工作。

在扭转减震器的工作过程中，当结构体受到振动或冲击时，它的扭转弹簧会开始扭转和变形。

扭转弹簧的柔软性可以分散和缓冲振动的传递，减少结构的共振和振动幅度。

同时，扭转弹簧的弹性能够将部分振动能量转化为弹性势能，并储存在减震器内部。

当振动停止或减小时，扭转弹簧通过释放弹性能量将结构体恢复到原始位置，从而起到稳定和减震的作用。

阻尼器是扭转减震器中的另一个重要部分。

它可以通过阻尼材料的摩擦和阻尼作用来消耗振动能量，从而减少振动的传递。

阻尼器通常采用油压阻尼和气压阻尼两种方式。

油压阻尼是利用油液在密闭的容器内产生摩擦阻尼，通过阻尼材料的粘滞特性消耗振动能量。

气压阻尼则是通过气体在阻尼器内部的压缩和膨胀来消耗振动能量，起到类似的减震效果。

阻尼器的选择和设置可以根据结构体的质量、振动频率和工作环境等因素进行调整，以达到最佳的减震效果。

扭转减震器的工作原理可以通过以下实例进一步理解。

以汽车减震器为例，当汽车通过不平路面行驶时，车轮的振动会通过悬挂系统传递给车身。

这时，扭转减震器就开始发挥作用。

车身上的扭转弹簧可以通过扭转和变形来吸收和分散一部分振动能量，从而减少车身的共振和较大振幅。

同时，阻尼器通过摩擦和阻尼消耗剩余的振动能量，减少振动的传递，提供更加稳定和舒适的驾驶体验。

扭转减震器的结构和工作原理扭转减震器，听起来是不是像是一个高科技的“弹簧”呢？别急，让我给你来个生动形象的解释。

想象一下，你正在骑自行车，突然，一个调皮的风儿把你吹得东倒西歪。

这时候，你的小脑袋瓜里灵光一闪，想到了扭转减震器这个神器。

它就像是一位智慧的“老司机”，稳稳地抓住你的自行车，让你在风中也能稳稳当当。

让我们来聊聊扭转减震器的“身材”。

它长得有点像弹簧，但可不是那种普通的弹簧哦！它的“身体”是由橡胶制成的，弹性十足，能吸收和释放能量，就像弹簧一样，让你的骑行更加轻松。

再来说说它的工作原理。

当你骑着自行车，风儿一吹，扭转减震器就开始工作了。

它像个聪明的小精灵，紧紧地抓住你的自行车，不让风儿把你的车带跑偏。

它还像个温柔的妈妈，轻轻地帮你调整方向，让你的骑行更加平稳。

扭转减震器是怎么工作的呢？其实很简单，它通过内部的弹簧和阻尼器，巧妙地平衡了你骑行时产生的震动。

当你踩踏板时，扭转减震器会迅速响应，将震动转化为向下的压力，让你的脚感到踏实；而当风力过大时，它又会迅速释放压力，让你的脚轻松自如。

说到这里，你是不是已经迫不及待想要体验一下扭转减震器的魅力了呢？别急，让我来给你一些实用的建议。

选择一款适合自己的扭转减震器，这可是关乎你骑行舒适度的关键哦！记得定期检查和维护你的扭转减震器，这样才能让它更好地为你服务。

记住，安全永远是第一位的，无论你多么喜欢这款神奇的扭转减震器，都要记得在安全的范围内享受它带来的快乐。

扭转减震器就像是你骑行路上的小助手，它默默地帮助你抵挡风浪，让你的骑行之旅更加顺畅。

所以，下次再遇到风吹雨打的时候，不妨试试扭转减震器，说不定你会发现一个全新的世界哦！。

扭转减震器的结构和工作原理# 扭转减震器：生活中的“弹簧”大家好，今天我要跟大家聊聊一个既神奇又实用的小东西——扭转减震器。

你可能会觉得这玩意儿跟咱们的日常生活没啥关系，但其实它可是我们出行、运动甚至是家里的各种设备中不可或缺的“弹簧”。

## 什么是扭转减震器？扭转减震器，听起来是不是有点绕口？其实就是那种能帮你在颠簸的路上稳稳当当，还能让你的车在急转弯时稳稳当当地保持平衡的小神器。

想象一下，当你开着车，突然遇到一个小坑或者不平的路，这时候如果没有扭转减震器，车子肯定会晃来晃去，让人心里慌慌的。

有了扭转减震器，车子就像有了一双“弹簧腿”，稳稳地踩在地面上，一点也不会摇晃。

## 扭转减震器的工作原理是什么？简单来说，扭转减震器就是一个能够吸收和分散路面冲击能量的装置。

当你的车轮碰到不平的路面时，扭转减震器会迅速反应，通过内部的弹簧和阻尼器来吸收冲击力，减少车身的震动，保证车辆行驶的稳定性。

就像是你穿着一双运动鞋走在崎岖不平的山路上，鞋子里的气垫能帮你分散脚下的压力，让你走路更稳当。

## 扭转减震器有哪些类型？扭转减震器的种类可不少，常见的有液压式、电子控制式和空气悬挂式等。

液压式的扭转减震器是通过液体传递力量，电子控制式则是通过传感器检测路面情况，然后通过电脑调节减震器的阻尼力。

空气悬挂式更是厉害，可以根据路面的不同自动调整高度和硬度，让驾驶体验更加舒适。

## 扭转减震器在日常生活中的应用除了汽车，扭转减震器在我们日常生活中也随处可见。

比如，家里的沙发、椅子、床垫，甚至是我们平时走的楼梯，都可能会用到扭转减震器。

想想看，当你坐在沙发上看电视时，沙发的弹性是不是会让你感觉特别舒服？这就是扭转减震器在发挥作用呢！## 结语总的来说，扭转减震器就像是我们生活中的“弹簧”，虽然不起眼，但却是我们日常出行、运动乃至享受生活的重要保障。

下次当你开车或者坐公交时，不妨多关注一下车内的扭转减震器是否工作正常，毕竟，一个良好的行车环境，离不开这些默默无闻的英雄们。

应用最优经典设计法设计曲轴扭转减振器邓璘【摘要】发动机曲轴系统的扭转振动是引发发动机振动造成断裂的重要因素,以某30T工程车辆直列四缸发动机曲轴轴系作为研究对象,建立曲轴轴系的ANSYS有限单元模型,基于模型分析轴系的扭转振动的固有振动和强迫振动特性,获得常用转速范围内的主谐次与次主谐次及对应发动机转速,结合最优经典设计方法对曲轴扭转减振器的参数进行设计,基于有限单元模型验证不同工况下减振器的减振效果;结果表明所设计减振器减振效果良好,为同类车辆发动机曲轴系统的扭转振动分析、扭转减振器的设计及分析提供参考.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P265-268)【关键词】发动机;曲轴;扭转振动;扭转减振器;有限单元法;最优经典设计法【作者】邓璘【作者单位】重庆电子工程职业学院,重庆401331【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.4发动机既是整车的动力源，也是整车的振动激励源[1]，而曲轴扭转振动又是整个发动机激励源中最重要的组成部分，其可靠性直接影响发动机及整车的可靠性[2]。

从安全角度看，即使产生共振，也希望共振点在转速范围外；若在转速范围内产生共振，则希望共振振幅较小，此时的应力也较小。

所以有必要对曲轴系统扭转振动特性进行分析和研究，并探讨扭转振幅的削减方法和控制措施[3]。

以某30T工程车辆直列四缸发动机曲轴轴系为研究对象，建立曲轴轴系ANSYS有限单元模型，基于模型分析轴系扭转振动的固有特性及其强迫振动响应；基于最优经典设计方法设计扭振减振器参数；分别基于有、无扭振减振器的曲轴轴系有限元模型进行谐响应分析，探讨不同工况下扭振减振器对曲轴扭转振动的削减效果；为同类发动机曲轴轴系扭转振动特性研究及减振器的设计提供参考方法。

2.1 固有特性分析建立皮带轮轮毂、曲轴、飞轮、活塞连杆机构的曲轴轴系三维实体模型，基于三维模型，建立曲轴轴系的ANSYS有限元模型，如图1所示；获得前两阶固有频率，如表1所示。

2 扭转减振器介绍2.1 扭转振动的控制方法对于曲轴的扭振，如果在内燃机工作转速范围内，根据扭振计算以及实测发 现内燃机确实存在着较大的扭转振动，就必须采取适当的措施，以便将扭转振动 予以回避或者将其消减，以保证内燃机工作的安全可靠。

扭转振动的避振预防措 施有很多种，可综合归纳为以下三种方法[5,6]： (1) 频率调整法 由扭转振动特性可知， 当激励扭振的作用频率ω与扭转振动系统的某一固有 频率 ω0 相同时，将会发生极其剧烈的动态放大现象，即共振现象。

因此耍避 开发生ω=ω0，的可能，也即避开动态放大最严重的工况，就可能免除扭转振动 过大所引起的一切后果。

本方法的基本概念就是使ω主动躲过ω0 。

这种方法主 要措施有调整惯量法、调整柔度法等。

通过调整，使系统本身的自振频率躲过激 振频率。

使振动应力降至瞬时许用应力范围之内，这样就避免了因扭转振动过大 对内燃机造成损害。

这种方法是扭转振动预防措施中应用最广的措施之一，这不 仅是由于它的措施比较简易可行，还在于当达到调频要求以后，它的工作将是有 效的与可靠的。

但频率调整法有个缺点是调频的幅度较小，以至于在实际应用中 受到限制。

(2) 减小振能法 激励扭矩是导致扭转振动的动力源。

由于激励扭矩输人系统的能量是扭转振 动得以维持的源泉，如果能够减小输人系统的振动能量，也就能直接减小扭转振 动的量级。

方法之一是改变内燃机的发火顺序，当在机器所使用的转速范围内， 危险的扭转振动是副临界转速时，有可能用此方法来消减危险的扭转振动，减小 其危险程度。

方法之二是改变曲柄布置， 在多缸内燃机中故意选用非等间隔发火， 适当选择曲柄角以改变曲柄布置，可以使任何主、副临界转速中的某些简谐扭振 相互抵消而避开危险的扭转振动。

方法之三是选择最佳的曲柄与功率输出装置的 相对位置，使二者的干扰扭矩互相抵消，可以消减曲轴的扭转振动。

(3) 装设减振器 装设减振器能改变轴系的扭振特性。

扭转减震器的工作原理及结构从动盘工作时，两侧摩擦片所受摩擦力矩首先传到从动盘本体和减振器盘上，再经若干个减振器弹簧传给从动盘毂。

这时弹簧被压缩。

因为减振器弹簧的缓冲作用，传动系统所受的冲击大大减小。

传动系统中的扭转振动会使从动盘毂相对于从动盘本体和减振器盘往复摆动，借助夹在它们之间的阻尼片的摩擦来消耗扭转振动的能量，使扭转振动迅速衰减，减小传动系统所受的交变应力。

扭转减振器是汽车离合器中的重要元件，主要由弹性元件和阻尼元件等组成，其中弹簧元件用以降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶固有频率，改变系统的固有振型，使之能避开由发动机转矩主谐量激励引起的激励；阻尼元件用以有效耗散振动能量。