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汽车 设计

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機械 CAD 收集整:機械 CAD 收集整: 汽技朮盟：johns_01 汽技朮盟：johns_01 E-mail:johns_01163.com E-mail:johns_01163.com 本資自網絡僅供考使用，有涉及版權請信告知刪除處! 本資自網絡僅供考使用，有涉及版權請信告知刪除處! 扭转减振器的设计 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。所以，扭转减振器具有如下功能： 1)降低发动机曲轴与传，动系接合部分的扭转刚度，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 的瞬态扭振。 3)控制动力传动系总成怠速时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。 扭转减振器具有线性和非线性 特性两种。单级线性减振器的扭转特性如图214所示， 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 图 2-14 单级线性减速器的扭转特性 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。目前，在柴油机汽车中广泛采用具有怠速级的两级 或三级非线性扭转减振器。 在扭转减振器中， 也有采用橡胶代替螺旋弹簧 作为弹性 元件，以液体阻尼器代替干摩擦阻尼的新结构。 减振器的扭转刚度k和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩是两个主要参数。 其设计参数还包括极限转矩、预紧转矩Tn和极限转角 T j T j 等。 1 极限转矩 j T 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1(图215)时所能传递的最大转 矩，即限位销起作用时的转矩。它与发动机最大转 矩有关，一般可取 图2-15 减速器尺寸简图 max )0 . 25 . 1 ( e TT = (227) 式中，货车：系数取15，轿车：系数取20。 2 扭转刚度是 为了避免引起系统的共振，要合理选择减振器的扭转刚度，使共振现象不发 生在发动机常用工作转速范围内。 k 决定于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸(图215)。 k 设减振弹簧分布在半径为Ro的圆周上，当从动片相对从动盘毂转过弧度 时，弹簧相应变形量为Ro。此时所需加在从动片上的转矩为 2 0 1000RKZT j = （2-28） 式中，T为使从动片相对从动盘毂转过弧度所需加的转矩(Nm)；K为每个减 振弹簧的线刚度(Nmm)；Zj为减振弹簧个数；Ro为减振弹簧位置半径(m)。 根据扭转刚度的定义， /Tk=则 2 0 100RKZk j = (2-29) 式中，为减振器扭转刚度(Nmrad)。 k 设计时可按经验来初选是 k k13 （2-30） j T 3阻尼摩擦转矩 T 由于减振器扭转刚度是，受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故 为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的 阻尼摩擦转矩一般可按下式初选 T max )17. 006. 0( e TT= （2-31） 4预紧转矩Tn 减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明，Tn增加，共振频率将向减 小频率的方向移动，这是有利的。但是Tn不应大于，否则在反向工作时，扭 转减振器将提前停止工作，故取 T max )15 . 0 05 . 0 ( en TT = （2-32） 5减振弹簧的位置半径Ro Ro的尺寸应尽可能大些，如图215所示，一般取 2 )75 . 0 60. 0( 0 d R = （2-33） 6减振弹簧个数 j Z j Z参照表22选取。 表22 减振弹簧个数的选取 摩擦片外径 Dmm 225-250 250-325 325-350 350 车 4-6 6-8 810 10 7减振弹簧总压力 F 当限位销与从动盘毂之间的间隙1或2被消除，减振弹簧传递转矩达到 最大值时，减振弹簧受到的压力为 j T F 0 /RTF j = （2-34） 8极限转角针 j 减振器从预紧转矩增加到极限转矩时，从动片相对从动盘毂的极限转角 j 为 0 2 arcsin2 R l j = （2-35） 式中，L为减振弹簧的工作变形量。 j 通常取3 O12O，对平顺性要求高或对工作不均匀的发动机， j 取上限。 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4070Hz，相当于四缸发动机转速12002100rmin，或六缸发 动机转速8001400rmin，一般均高于怠速转速。 2)它在发动机实用转速1000 2000rrain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。 近年来出现了一种称为双质量飞 轮 的减振器(图216)。它主要由第一飞 轮1、第二飞轮2与扭转减振器11组 成。第一飞轮1与联结盘9以螺钉10紧 固在曲轴凸缘8上，并以滚针轴承7和 球轴承5支承在与离合器盖总成3紧固 的同轴线的第二飞轮2的短轴6上。在 从动盘4中没有减振器。 双质量飞轮减振器具有以下优点： 1)可以降低发动机、变速器振动系 统的固有频率，以避免在怠速转速时的 共振。 图216 双质量飞轮减振器 1一第一飞轮 2一第二飞轮 3一离合器盖总成 4一9,Jt 5一球轴承 6一短轴 7 一滚针轴承8一曲轴凸缘 9一联结盘 10一螺钉 11一扭转减振器 2)增大减振弹簧的位置半径，降低减振弹簧刚度 K，并允许增大转角。 3)由于双质量飞轮减振器的减振效果较好，在变速器中可采用粘度较低的 齿轮油而不致产生齿轮冲击噪声，并可改善冬季的换挡过程。而且由于从动盘 没有减振器，可以减