扭转减震器设计
- 格式：docx
- 大小：282.23 KB
- 文档页数：21
下载文档原格式
合集下载
发动机扭振减振器的结构优化
３ ． 轮毂 内腔 结构优 化
对 轮 毂及 惯性 环 内 、外部 仿 形结 构进 行 更改 ，主 要是 采 用 力的分 解 原则 。在 力 的分 解 中 ，被 分 解的 那 个力 （ 合力 ）是 实 际存 在的 ，有 对应 的 施 力物体 ，以
振器外环与轮毂之间采用一种三角形结构 ，在三角形
Ｅｎ
ｙ
பைடு நூலகம்
■ 东风实业有限公 司／ 高子林
发动机扭振减振器的结构优化
圈压入轮毂 与惯性 环之 间，最后 形成减振 器。
发动 机 曲轴扭 振减 振 器是发 动机 的 重要零 部件 ， 在汽 车行 驶过程 中起 到平 稳 降噪 的作用 。减振 器 在不 同环 境 、不 同速度 工作过 程 中 ，因变 载荷及 惯性 力的 作用 ，发 动机 曲轴 减振 器振 动较 大 ，中 间的阻尼 橡胶 圈容 易产 生撕 裂 、橡胶 圈脱 落及 失效现 象 ，致使 发动 机 无 法 正 常 工 作 。 本文 通 过 结 构 优 化 和 曲面 设 计 调 整 ，完 成 了发动 机橡 胶减振 器 的优化 改进 ，解 决 了现 有 内外 金属 件与 橡胶 件容 易脱离 的 问题 。改进 后 的发
拉 脱力 。
带轮分离，分别设计到惯性环和轮毂上，减小惯性环
惯量 ，增大 了轮 毂 外 圈设计 尺 寸 ，从 而提 高胶 圈和 内 外 圈的接 触 面积 ，大 幅 度提 高减 振 器静 转矩 。更 改后 的设 计在 试 验 中得 到可 靠性 验 证 ，完全 满 足发 动机 的
性 能要求 。
（ ｂ ）改 进后 设计
（ ａ ）改进 前 设计
边 有较 长 的直 线接 触面 ，保 证减 振 器 内外 圈装 配后 达 到装 配尺寸及几 何公差要求 。
扭转减震器工作原理
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
扭转减震器的结构和工作原理1. 扭转减震器是什么？嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个听起来有点儿高大上的玩意儿——扭转减震器。
乍一听，可能觉得这东西离咱的生活有点远，但其实，它可是在车里、在摩托车上，甚至在某些机械设备里，都能看到它的身影哦。
简单来说，扭转减震器就像是你车子里的小闹钟，负责保持车子在行驶过程中不颠簸、不摇晃，保证你的舒适感。
想象一下，如果没有这个家伙，路上一个小坑都能让你感觉像坐了过山车，那可真是要闹心了。
所以，扭转减震器的作用其实是相当重要的，它可以吸收冲击力，减缓震动，让你在路上也能稳稳当当地喝着水，听着歌，心情美美的。
2. 扭转减震器的结构2.1 主要组成部分说到扭转减震器，咱们得先了解它的“家底”，也就是它的结构。
扭转减震器主要由几个部分组成：弹簧、阻尼器和支架。
听起来是不是有点儿复杂？别急，我来慢慢给你捋顺。
弹簧是它的“心脏”，负责在遇到冲击时将能量吸收起来。
它就像是一个弹跳的小子，遇到挤压就往里缩，放开手又蹦起来。
阻尼器则是“调节器”，用来控制弹簧的伸缩速度，避免它弹得太快，导致车子像跳舞一样，颠得你晕头转向。
支架呢，就像是这场舞会的场地，把一切都牢牢固定住，确保你的车子不至于乱七八糟。
2.2 工作原理那么，这些结构是怎么工作的呢？当你的车子驶过一个坑坑洼洼的路面时，轮胎首先感受到这个冲击力，然后就把这股力量传递给减震器。
弹簧会迅速压缩，把大部分冲击吸收掉，而阻尼器则在这时发挥作用，控制弹簧的弹性，让车子平稳地回到原来的位置。
听起来是不是很神奇？这就像是一个优秀的厨师，能够把各种食材调和得恰到好处，让你品尝到美味的菜肴，而不至于吃到生的或焦的。
正是因为有了扭转减震器，车子的驾驶体验才能如此顺滑。
3. 实际应用3.1 在汽车中的应用扭转减震器在汽车中的应用可以说是广泛得不行。
你想啊，特别是在城市里，路面坑洼不平，车子一颠一颠的，司机和乘客都得受到影响。
如果没有减震器，那可真是“坐不安生”，每次过个减速带都能让你有种“飞出车窗”的错觉。
应用最优经典设计法设计曲轴扭转减振器
应用最优经典设计法设计曲轴扭转减振器
邓璘
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2016(000)005
【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.
【总页数】4页(P265-268)
【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
【相关文献】
1.发动机曲轴多级橡胶阻尼式扭转减振器的设计 [J], 上官文斌;牛立志;黄兴
2.发动机曲轴二级并联橡胶扭转减振器优化设计 [J], 王红云;蔡锐彬;上官文斌
3.汽车发动机曲轴扭振减振器设计 [J],
4.基于发动机曲轴轴系激振力矩减振器设计分析 [J], 吴卫东;于国庆
5.应用5种被动动力减振器时高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制优化设计的统一公式 [J], 瞿伟廉;Chang C C
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
扭转减震器的结构和工作原理
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。
发动机曲轴多级橡胶阻尼式扭转减振器的设计
[摘要 ] 介绍了发动机曲轴系统中应用的多级橡胶阻尼式减振器的结构 ,提出了各级减振器设计参数的优化 方法 。计算结果表明 ,多级扭转减振器可以较好地控制发动机曲轴的扭振 。
关键词 :多级橡胶减振器 ;曲轴扭转振动 ;设计方法
Design of M ulti2rubber2element Torsional V ibration Dampers for Engine Crankshaft
…
-
λ2μ 11
λ21
0
0
-
λ2μ 22
…
0
0
λ22
0
0…
-
λ2μ nn
0
0
-
λ2 n
0
0
0
λ2 n
F ( ωj )
=
M0 k
f1
( ωj )
,
0,
0,
……,
0
T
式中 f1 ( ωj ) = f ( 。
曲轴和减振器各级惯性质量的角位移可由下式
解式 (5)得到 ,表 1 中给出了优化的参数 。对比曲
线 2和 5,三级扭转减振器对曲轴扭振的减振效果
和具有最优设计参数的单级扭转减振器时对曲轴扭
振减振的效果接近 。
· 994 ·
汽 车 工 程
2007年 (第 29卷 )第 11期
表 1 扭转减振器的设计参数
扭转减振器类型 最优参数单级 最优频率比和实际 阻尼系数比单级
Keywords: M ulti2rubber2elem en t dam per; Crankshaft torsiona l v ibra tion; D esign m ethod
前言
减少发动机曲轴扭振的常用方法是在曲轴前端 安装扭转减振器 。这种减振器在曲轴系统中的匹配 设计是基于动力吸振器的设计理论 。对于单级的减 振器 (只具有一个惯性质量 ) ,已有较为成熟的设计 理论与计算方法 [ 1 ] 。在轿车发动机曲轴系统中广 泛使用的橡胶阻尼式减振器的阻尼值偏小 ,达不到 最优设计阻尼系数比的要求 。硅油或硅油 橡胶式 阻尼减振器 ,可以提供较大的阻尼而满足设计的最 优阻尼 ,但其制造工艺复杂 ,成本相对较高 。为降低 成本 ,在轿车发动机的曲轴扭振减振系统中 ,一般采 用橡胶阻尼式减振器 。随着轿车发动机的轻量化和 大功率化 ,单级橡胶阻尼式减振器的减振效果已满 足不了曲轴系统扭转振动控制的要求 ,目前在一些 轿车发动机上已经采用了多级的橡胶阻尼式减振 器 ,即多级动力吸振器 。
应用最优经典设计法设计曲轴扭转减振器
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。
曲轴扭转减振器介绍
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。
曲轴扭转减振器原理
曲轴扭转减振器原理
汽车在行驶过程中，由于振动，使曲轴与连杆的连接轴颈与连杆轴瓦之间产生磨损和间隙，这种磨损和间隙又使曲轴受到一种不平衡力矩的作用，引起振动。
因此，当汽车行驶速度越快时，这种不平衡力矩越大。
为了使这一不平衡力矩最小化，就必须在曲轴上设置扭转减振器。
曲轴扭转减振器的作用是：在曲轴和连杆之间安装了一个弹性元件，在产生扭转振动时产生阻尼作用；同时在发动机与车轮之间安装一个阻尼元件，在产生振动时起到隔震作用。
减振器的阻尼力等于车轮和发动机之间的弹性连接处的横向刚度系数乘以其质量（或弹簧质量）。
扭转减振器一般都采用弹性元件，也有采用金属阻尼器的。
在实际应用中，要使曲轴的扭转振动最小化，还要注意以下几点：
1.必须保证发动机和车轮之间具有足够大的横向刚度系数。
2.为了防止曲轴因受到不平衡力矩而引起严重磨损和变形，必须在曲轴和车轮之间安装一个阻尼元件。
—— 1 —1 —。
机械设计中的减振器设计
机械设计中的减振器设计减振器在机械设计中扮演着重要的角色，它的设计和应用对机械设备的性能和寿命有着直接的影响。
本文将探讨机械设计中减振器的设计原理和方法，以及其在不同领域中的应用。
一、减振器的原理和分类减振器是用于减少或消除机械震动和振动的装置。
根据其工作原理和结构特点，减振器可以分为以下几种类型：1. 弹性减振器：弹性减振器通过使用弹簧或弹性材料来吸收和分散震动能量，减少机械系统的振动。
2. 液压减振器：液压减振器利用流体的特性，通过控制流体的流动来减振。
常见的液压减振器包括液压缸减振器和液体阻尼器。
3. 摩擦减振器：摩擦减振器利用摩擦力来消耗和耗散机械振动的能量，常见的摩擦减振器有摩擦阻尼器和摩擦片减振器。
二、减振器的设计方法减振器的设计需要考虑机械系统的振动频率、振动幅值、工作环境等因素。
以下是减振器设计的一般方法：1. 确定振动特性：通过振动测试和分析，确定机械系统的振动频率、振动幅值等振动特性参数。
2. 选择减振器类型：根据机械系统的振动特性和工作环境，选择合适的减振器类型。
3. 计算减振器参数：根据机械系统的质量、振动频率等参数，计算减振器的刚度、阻尼等参数。
4. 进行减振器的仿真分析：利用计算机辅助设计软件，对减振器进行力学仿真分析，验证设计的准确性和可行性。
5. 优化设计：根据仿真分析结果，对减振器的参数进行优化，以达到更好的减振效果。
三、减振器在不同领域中的应用减振器广泛应用于各个领域的机械设计中，以下是几个典型的应用案例：1. 汽车工业：在汽车悬挂系统中，采用弹性减振器和液压减振器来降低车辆在行驶过程中的震动和颠簸。
2. 铁路工业：在铁路车辆的车轮和轨道连接部位，常常采用弹性减振器来减少车轮与轨道之间的冲击和振动。
3. 航空航天工业：在飞机、航天器等载具的设计中，减振器被用于减少载具在起飞、降落等过程中的震动和振动。
4. 电子设备工业：在电子设备的制造过程中，采用摩擦减振器来消除设备在运行时产生的震动和噪音。
扭转减震器的工作原理及结构
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。
扭转减震器的组成
扭转减震器的组成扭转减震器是一种常见的汽车减震器，它由多个部件组成，以提供更平稳的行驶体验和更好的悬挂性能。
在本文中，我们将详细介绍扭转减震器的组成，以及每个部件的作用。
首先，让我们来了解一下扭转减震器的基本原理。
扭转减震器通过一个扭杆连接车轮和车身，当车辆行驶时，车轮和车身之间的扭转力会被扭杆所吸收，从而减少车身的震动和晃动。
扭转减震器是一种主动减震器，它需要车辆的悬挂系统来支撑车身重量，并且需要另外的减震器来处理车轮的弹性。
下面是扭转减震器的主要部件：1. 扭杆扭杆是扭转减震器的核心部件，它由一根圆柱形金属杆构成，一端连接车轮，另一端连接车身。
当车辆行驶时，车轮和车身之间的扭转力会通过扭杆传递，从而减少车身的震动和晃动。
扭杆的尺寸和材料决定了它的扭转刚度和强度，这对于车辆的悬挂性能至关重要。
2. 扭杆座扭杆座是扭杆与车身连接的部件，它通常由两个U形的金属夹子构成，夹住扭杆的两端。
扭杆座需要与车身的结构相匹配，以确保扭杆能够正常工作，并且需要具备足够的刚度和强度，以承受扭杆传递的扭转力。
3. 扭转杆扭转杆是一种辅助部件，它连接扭杆和减震器，以提供更好的悬挂性能。
扭转杆通常由一根金属杆构成，一端连接扭杆，另一端连接减震器。
扭转杆的作用是减少车身的倾斜和滚动，以提高车辆的稳定性和操控性。
4. 减震器减震器是扭转减震器的另一个重要组成部分，它用于控制车轮的弹性，并提供更平稳的行驶体验。
减震器通常由一个活塞和一个缸体构成，活塞通过阻尼力控制车轮的弹性，从而减少车身的震动和晃动。
减震器的设计和参数决定了它的阻尼特性和可靠性，这对于车辆的悬挂性能至关重要。
5. 弹簧弹簧是悬挂系统的基本部件之一，它用于支撑车身的重量和吸收路面的不平。
扭转减震器通常需要另外的弹簧来支撑车身重量，这些弹簧可以是螺旋弹簧、气弹簧或液压弹簧等。
弹簧的刚度和弹性决定了它的支撑能力和行驶舒适性，这对于车辆的悬挂性能至关重要。
6. 支架支架是扭转减震器的安装部件，它用于将减震器和弹簧连接到车身。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 绪论1.1引言由发动机传到汽车传动系统中的转矩是周期性地不断变化的，因此使传动系统产生扭转振动。
如果这一振动频率和传动系统固有频率相重合，就将发生共振，从而对传动系统中零件的寿命有很大影响。
因此，在不分离离合器的情况下进行紧急制动或者进行猛烈结合离合器时，在瞬间内将对传动系统的零件产生极大地冲击载荷，从而缩短零件的使用寿命。
为此，为了避免共振和缓和传动系统所受的冲击载荷，在汽车离合器中设置了扭转减振器。
扭转减振器主要由弹性元件（减振弹簧或橡胶）和阻尼元件（阻尼片）等组成。
弹性元件的主要作用是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（通常为三阶）固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
1.2扭转减振器的发展随着社会经济的发展，汽车走进了千家万户，人们在享受着汽车带来的便利的同时也对汽车的性能提出了更高的要求。
离合器作为汽车上一个必不可少的部件，除了能通断动力传动以外，还有减振调频的功能，越来越受人们的重视。
汽车传动系中的扭转振动将加大传动系零部件如轴、轴承、齿轮、壳体等的载荷，提高车厢内的噪声水平，降低汽车的行驶舒适性，汽车传动系的振动也是导致整车振动的主要原因。
据统计，我国因运输车辆的振动使包装不妥的产品受损，所造成的经济损失一年达数亿元。
同时由于轿车、客运车市场的发展，对汽车平顺性的要求也越来越高，振动使乘客产生不舒适的感觉，使驾驶者易疲劳降低了安全性，也使汽车零部件因振动而减少寿命，甚至使汽车的燃油经济性变差【1】。
因此，需要分析研究汽离合器在汽车传动系统中的作用，建立传动系的振动模型，找出离合器最优工作状态和最优参数，为改善传动系的扭转振动状况找到一些新思路，为厂家研究开发新型离合器提供理论依据。
现今所用的盘片式离合器的先驱的多片盘式离合器，它是直到1925 年以后才出现的。
多片离合器最主要的优点是，在汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。
20 世纪20 年代末，直到进入30 年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上使用多片离合器。
多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向与首选单片干式摩擦离合器，因为它具有从动部件转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点，而且在结构上采取一定措施，已能做到接合平顺，因此现在广泛用于大、中、小各类车型中。
如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善。
采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器接合时的平顺性。
离合器从动盘总成中装有扭转减振器，防止了传动系统的扭转共振，减小了传动系噪声和动载荷，随着人们对汽车舒适性要求的提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，汽车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器，能更有效地降低传动系统的噪声1.3 目前通用的从动盘减振器在特性上存在如下局限性：1) 它不能使发动机、变速器振动系统的固有频率降低到怠速转速以下，因此不能避免怠速转速时的共振。
研究表明，发动机、变速器振动系统固有频率一般为40～70Hz，相当于四缸发动机转速1200～2100r／min，或六缸发动机转速800～1400r／min，一般均高于怠速转速。
2) 它在发动机实用转速1000～2000r／min 范围内，难以通过降低减振弹簧刚度得到更大的减振效果。
因为在从动盘结构中，减振弹簧位置半径较小，其转角又受到限制，如降低减振弹簧刚度，就会增大转角并难于确保允许传递转矩的能力。
2 扭转减振器的结构类型及功用2.1 扭转减振器的结构类型扭转减振器结构大体相近，主要差异在于采用不同的弹性元件和阻尼装置。
扭转减振器具有线性和非线性特性两种。
采用圆柱螺旋弹簧和摩擦元件的扭转减振器得到了最广泛应用。
在这种结构中，从动片和从动盘毂上都开有六个窗口，在每个窗口中装有一个减振弹簧，因而发动机转矩由从动片传给从动盘榖时必须通过沿从动片圆周切向布置的弹簧，这样即将从动片和从动盘毂弹性的连接在一起，从而改变了传动系统的刚度。
但六个弹簧属统一规格并同时其作用时，扭转减振器的弹性特性为线性的。
这种具有线性特性的扭转减振器，结构较为简单，单级线性减振器的扭转特性，其弹性元件一般采用圆柱螺旋弹簧，广泛应用于汽油机汽车中。
当六个弹簧属于两种或三种规格且刚度由小变大并按先后次序进入工作时，则称为两级或三级非线性扭转减振器。
这种非线性减振器，广泛为现代汽车尤其是柴油发动机汽车所采用。
当发动机为柴油机时，由于怠速时发动机旋转不均匀度较大，常引起变速器常啮合齿轮齿间的敲击，从而产生令人厌烦的变速器怠速噪声。
在扭转减振器中另设置一组刚度较小的弹簧，使其在发动机怠速工况下起作用，以消除变速器怠速噪声，此时可得到两级非线性特性，第一级的刚度很小，称为怠速级，第二级的刚度较大2.2扭转减振器的功用扭转减振器主要由弹性元件（减振弹簧或模胶）和阻尼元件（阻尼片）等组成。
弹性元件的主要作用是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（通常为三阶）固有频率，改变系统的固有挮型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
所以，扭转减振器具有如下功能：（ 1 ）降低发动机曲轴与传，动系接合部分瘄扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率。
（2）增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的眬态扭振。
（3）控制动力传动系总成怠速旴离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振与噪声。
（4）缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。
3 扭转减振器机构原理在现代汽车上一般都采用带扭转减振器的离合器, 用以避免汽车传动系统的共振,缓和冲击,减少噪声,提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。
扭转减振器主要由从动片，从动盘毂，摩擦片，减振盘，减振弹簧等组成，由下图 4.1 可以看出，摩擦片1，13分别用铆钉14，15 铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。
从动片5用限位销7 和减振12 铆在一起。
这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。
在从动片 5 和减振盘12 上圆周切线方向开有 6 个均布的长方形窗孔，在在从动片和减振盘之间的从动盘毂8 法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧11，以便三者弹性的连接起来。
在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。
在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片6，9。
当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。
图3-1 扭转减振器结构图1，13—摩擦片；2，14，15—铆钉；3—波形弹簧片；4—平衡块；5—从动片；6，9—减振摩擦；7—限位销；8—从动盘毂；10—调整垫片；11—减振弹簧；12—减4 摩擦片的设计4 .1 摩擦片外径D、内径 d 和厚度h 的确定摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。
当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩T emax 已知，适当选取后备系数β和单位压力P0，可估算出摩擦片外径。
D K D T emax 3.1)摩擦片外径D（mm）也可以根据发动机最大转矩T emax （N.m）按如下经验公式选用式中， K D 为直径系数，取值范围见表3-1由选车型得T e max = 372N·m， K D =17，则将各参数值代入式后计算得D=328mm表3-1 直径系数 K D 的取值范围根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-2表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）可取：摩擦片相关标准尺寸：外径D=300mm 内径d=175mm 厚度h=3.5mm4.2摩檫片的材料选取及与从动片的固紧方式摩擦片的工作条件比较恶劣，为了保证它能长期稳定的工作，根据汽车的的使用条件，摩擦片的性能应满足以下几个方面的要求：（1）应具有较稳定的摩擦系数，温度，单位压力和滑磨速度的变化对摩擦系数的影响小。
（2）要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨。
（3）要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好（4）热稳定性要好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦（5）磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面6）油水对摩擦性能的影响应最小7）结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象由以上的要求, 目前车用离合器上广泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂及其它辅助材料混合热压而成，其摩擦系数大约在0.3 左右。
这种摩擦片的缺点是材料的性能不稳定，温度，滑磨速度及单位压力的增加都将摩擦系数的下降和磨损的加剧。
所以目前正在研制具有传热性好、强度高、耐高温、耐磨和较高摩擦系数（可达0.5 左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。
在该设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦材料。
固紧摩擦片的方法采用较软的黄铜铆钉直接铆接，采用这种方法后，当在高温条件下工作时，黄铜铆接有较高的强度，同时，当钉头直接与主动盘表面接触时，黄铜铆钉不致像铝铆钉那样会加剧主动盘工作表面的局部磨损，磨损后的生成物附在工作表面上对摩擦系数的影响也较小。
这种铆接法还有固紧可靠和磨损后换装摩擦片方便等优点5扭转减振器主要参数选择与设计计算离合器从动盘上扭转减振器的性能参数计算：（1）确定发动机飞轮处激振力矩谐量和发动机工作转速范围的频谐；（2）选择车辆传动系动力学计算模型，写出计算模型的运动方程，并确定计算模型中有关车辆的惯性参数和弹性参数，同时要对扭转减振器的特性进行初步估算；（3）找出简化模型在各档下的固有频率和振型，把它和激振频率作比较，由此确定在各档下发动机工作转速范围内出现共振的可能性；（4）选择不同的摩擦力矩，使用计算机根据计算模型作数值模拟计算，确定最佳摩擦力矩，依据是，考虑在各档下发动机的所有工况，在变速器输入轴上的弹性力矩幅值为最小；(5)确定预紧力矩(6)有摩擦力矩、极限力矩和预紧力矩，确定减振弹簧的布置尺寸及几何尺寸，确保减振弹簧有足够的使用寿命；(7)对带减振器的从动盘做功能试验和寿命实验，最终精确确定减振器参数。
减振器的扭转刚度 K 和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩 T 是两个主要参数。
其设计参数还包括极限转矩 T j、预紧转矩 T n和极限转角j 等。
5.1扭转减振器的极限转矩T j 极限转矩为减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙时所能传递的最大转矩，，即限位销其作用的转矩。
它与发动机最大转矩有关，一般可取T j=(1.5~2.0)T emax (1-1)式中：商用车，系数取 1.5;乘用车，取 2.0；T emax为发动机最大转矩。