扭转减振器的设计

1、第五节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o3）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

2、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2-1 4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 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

3、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。还包括极限转矩Tj、预紧转矩Tn和极限转角等。1.极限转矩Tj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2-1 5）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Tj=（1.52.0）Temax（2-27）式中，货车：系数取1.5，轿车：系数取2.O。2.扭转刚度尾k为了避免引起系统的共振，要合理选择减振器的扭转刚度足K:,使共振现象不发生在发动机常用减振器的扭转刚度K和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩T.i是两个主要参数。其设计参数图2-15减震器尺寸简图图2-14单机线性减震器R。的尺寸应

4、尽可能大些，如图2-1 5所示，一般取工作转速范围内K决定于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸(图2-1 5)。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2T=1OOOKZjRo:(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(N/mm；乙为减振弹簧个数；Ro为减振弹簧位置半径(m)。根据扭转刚度的定义k=T/，贝V2k=1000KZjRo(2-29)式中k为减振器扭转刚度(Nmrad)。设计时可按经验来初选kk.：13Tj(2-30)3阻尼摩擦转矩Tj由于减振器扭转刚

5、度k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T.i一般可按下式初选1=(0.060.17)Temax(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移动，这是有利的。但是Tn不应大于L,否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取Tn=(0. 05O. 1 5)Temax(2-32)5.减振弹簧的位置半径R0R。的尺寸应尽可能大些，如图2-1 5所示，一般取dR0=(O.O60.75)26.减振弹簧个数ZjZj参照表2-2选取。表2-2减振弹簧个数的选

6、取摩擦片外径D/mn1 225-250250-325325-350350Zj4-66-88-10107.减振弹簧总压力F y当限位销与从动盘毂之间的间隙或A2被消除，减振弹簧传递转矩达到最大值Ti时，减振弹簧受到的压力F为FTj/Ro(2-34)8.极限转角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为式中，=l为减振弹簧的工作变形量。通常取3。12。，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

7、系统固有频率一般为4070Hz,相当于四缸发动机转速12002 100r/min，或六缸发动机转速8001400r/min，一般均高于怠速转速。2）它在发动机实用转速10002000r/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。(2-33)：i =2arcsin _j2Ro(2-35)近年来出现了一种称为双质量飞轮 的减振器（图2-1 6）。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

8、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2-=16双质量飞轮减振器1-第一飞轮2-第二飞轮3-离合器盖总成4-从动盘5-球轴承6-短轴7-滚针轴承8-曲轴凸缘9-联结盘10-螺钉11-扭转减振器2)可以加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， 可以减小从动 盘的转动惯量，这也