离心摆式双质量飞轮设计方法及扭振隔振特性分析

发布时间：2020-06-06 11:18

【摘要】：动力传动系统的扭转振动问题是汽车NVH(Noise,Vibration and Harshness)性能的重要一面,它影响着车辆乘坐舒适性以及零部件的使用寿命和可靠性,因此需要降低传动系扭振并加以控制。双质量飞轮作为一种新型扭振减振器能够有效地降低传动系的低阶固有频率,使之低到发动机怠速以下,有效地隔离发动机的振动,避免共振的发生。双质量飞轮的技术发展十分迅速,涌现出大量的新型结构,其中离心摆式双质量飞轮的出现,代表着目前双质量飞轮技术的发展水平。该减振器具有更加完善的性能,能够针对发动机点火激励引起的振动并进行有效地衰减。本文主要对离心摆式双质量飞轮的工作原理以及隔振性能进行理论分析,通过AMESim软件对其性能进行仿真分析。本文的主要内容如下:(1)简单介绍了传动系扭振问题以及离心摆式双质量飞轮的研究意义,结合国内外研究现状,介绍了双质量飞轮的工作原理以及几种典型结构。(2)引起动力传动系统扭转振动的主要激励源是发动机的振动,因此需要对发动机激励进行研究。本文首先分析单缸机激励,然后在此基础上分析直列四冲程四缸发动机激励。利用动力传动系统的简化原则,建立传动系统当量模型,推导其振动微分方程,分析系统的固有特性,得到固有频率。(3)研究了双质量飞轮转动惯量的选择,阻尼系统的选取以及扭转刚度的计算。简单介绍了离心摆的结构。通过对离心摆的结构进行运动分析即模型简化得到离心摆运动的数学模型,利用牛顿定律推导离心摆式双质量飞轮扭振减振器的振动微分方程,对其固有频率进行分析,发现固有频率正比于副飞轮的稳定转速。根据这一理论,利用共振理论以及强迫振动理论分别分析离心摆式双质量飞轮的隔振性能,得到通过合理的设计离心摆的结构参数可以十分有效地消除发动机点火阶次激励振动的结论。(4)利用AMESim软件对装有离心摆式双质量飞轮扭振减振器的车辆进行整车动力传动系建模,分析该减振器的隔振效果。并与普通双质量飞轮的隔振性能进行对比分析,更加说明离心摆式双质量飞轮的引入能够有效地降低发动机低阶次激励下的振动,尤其能够十分有效地衰减发动机点火阶次激励的振动。并分析了离心摆结构参数的变化对该减振器隔性能的影响。(5)研究了离心摆式双质量飞轮的试验方法,分析台架试验以及整车性能试验方案。台架试验用以验证扭转弹簧设计方法的正确性,整车性能试验用以验证减振器的实车隔振效果,为以后离心摆式双质量飞轮的试验研发提供一定的借鉴意义。
【图文】：

扭振减振器能够很好的降低发动机的扭矩波动，进而改善了动力传动系统的扭转振动问题。如图1.1所示为CTD（Clutch Torsional Damper）与DMF（Dual Mass Flywheel）安装效果示意图。与传统的CTD扭振减振器相比，双质量飞轮式扭振减振器性能更好，减振效果更为明显，更能有效地解决扭振问题。如图1.2所示，采用传统CTD与DMF扭振减振器时发动机波动对比分析曲线[9]。而离心摆式双质量飞轮的出现使普通双质量飞轮的性能又提升了一个高度，也是双质量飞轮发展史上的又一个里程碑。图 1.1 两种减振器安装效果图CTDDMF

图 1.2 CTD 与 DMF 扭振减振器隔振对比分析曲线随着人们对舒适性的追求不断提升以及对扭振减振器的隔振性能具有更高的，为满足要求，离心摆式双质量飞轮应运而生。离心摆式减振器在航空发动已久，其理想的性能已得到充分的证明，但是由于汽车安装空间较小以及车况复杂等特点，限制了其在汽车行业上的应用。目前国内对离心摆式减振器法的探讨及隔振性能的理论分析的工作进行的很少，直至2008年，LuK公司
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.2

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 李伟;史文库;;双质量飞轮(DMF)的研究综述[J];噪声与振动控制;2008年05期

2 Hartmut Bach;Wolfgang Kücks;Michael Triebel;ZF Sachs AG;Schweinfurt;;带双质量飞轮的动力传动系统各种工况的仿真[J];传动技术;2008年03期

3 张延辉;;LuK最新研发出带离心摆的双质量飞轮[J];轻型汽车技术;2008年Z3期

4 陈涛;吕振华;苏成谦;;弧形螺旋弹簧弹性特性分析方法研究[J];中国机械工程;2006年05期

5 钱人一;;德国鲁克公司的双质量飞轮(上)[J];汽车与配件;2006年05期

6 吕振华;陈涛;;双体飞轮-周向弹簧型扭振减振器弹性特性设计研究[J];汽车工程;2006年01期

7 吕振华,吴志国,陈涛;双质量飞轮-周向短弹簧型扭振减振器弹性特性设计原理及性能分析[J];汽车工程;2003年05期

8 吕振华,熊海龙,陈涛;汽车动力传动系双质量飞轮-径向弹簧型扭振减振器弹性特性设计方法[J];汽车工程;2002年01期

9 刘圣田,吕安涛,马见明;典型双质量飞轮式扭振减振器结构分析[J];山东交通科技;1998年02期

相关博士学位论文 前2条

1 赵光明;周向长弧形弹簧式双质量飞轮非线性扭转减振特性研究[D];武汉理工大学;2013年

2 李伟;汽车传动系用双质量飞轮的设计方法与扭振隔振特性研究[D];吉林大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈志远;发动机激励分析与动力传动系扭振仿真软件开发[D];吉林大学;2016年

2 刘海峰;双质量飞轮弧形弹簧数字化设计分析研究及其应用[D];浙江大学;2016年

3 陈广露;传动系扭转减振器特性分析与优化研究[D];上海交通大学;2014年

4 赵龙超;新型双质量飞轮扭转减振器的结构设计与仿真分析[D];河北工业大学;2013年

5 宋彩盟;汽车动力传动系统的扭转振动分析[D];华北电力大学;2013年

6 闵德垒;双质量飞轮的性能优化与设计软件实现[D];吉林大学;2012年

7 程海峰;基于整车传动系的双质量飞轮的结构设计与性能优化[D];吉林大学;2011年

8 刘云;双质量飞轮系统扭振特性研究[D];武汉理工大学;2009年

9 徐少波;双质量飞轮减振弹簧特性研究[D];武汉理工大学;2009年

10 高亮;双质量飞轮式扭转减振器的特性研究与优化分析[D];上海交通大学;2008年

，

本文编号：2699597