在90年代,国外的双质量飞轮减振器(DMF)技术已经相对成熟,伴随着大量专利产品和研究论文的出现,以及产量的迅速增长。目前,这些技术已经被全球主要汽车制造商,如通用、福特、大众、戴姆勒、本田、丰田等公司广泛应用于其乘用车和商用车上。
然而,由于国内制造加工水平和关键工序如激光焊接等技术限制,DMF在国内尚未达到批量生产阶段。因此,大多数中高档轿车装备的DMF减振器都是进口产品。
关于DMF结构介绍,我们可以看到,有超过300种不同的形式来满足不同尺寸发动机与整车匹配的需求。这些减振器采用各种弹性元件,如螺旋弹簧式和橡胶弹簧式,还有多种阻尼类型,如干摩擦阻尼式、粘性阻尼式和空气阻尼式。此外,它们还使用滚动轴承式、滑动轴承式或推力轴承式来提高性能。
周向长弧形螺旋弹簧双质量飞轮(DMF-CS)是当前世界上最常见的一种双质量飞轮,其设计灵感来自德国Luk公司1989年的研制。这类减振器通常由两组或三组周向长弧形螺旋弹簧构成,以实现多级弹性特性。在这种基础上,可以通过增加功能,比如安装短直弹簞与长弧形螺旋弹簞共同工作,从而形成更优越的复合型DMF,这也是其广泛应用的一个原因。
周向短直弹簞双质量飞轮(DMF-CSS)的结构则更加复杂,每组中的直螺旋弹簞通过滑块和弹簞帽串联而成,以保证传递足够大的转矩。而为了获得良好的非线性特性,每个组中的刚度设计得不同,并且起作用时间也不一样,以适应不同的工作条件。
径向双质量飞轮(DMF-RS)的特点在于它采用的是直彈丝作为减震材料,并且分组安装在沿着飞轮径向布置的彈丝室内,其侧板和从动板分别与第一、二次质体相连。这使得减震器扭转刚度随着传递扭矩增加而逐渐增大,获得理想非线性的彈性特性。与周向布置方式相比,径向布置方式具有更稳定的彈性及阻尼特征,更少受离心力的影响,但由于受到径向尺寸空间局限,其有效圈数较少,因此只能用于小扭矩发动机,与之匹配时效果最佳。
最后,在探讨了二者如何进行性能研究后,我们发现,可通过调整二次质体之间转动惯量比以及调整各项参数以优化系统固有频率,最终降低共振转速以提升系统性能。此外,由于汽车运行工况复杂,通常采用多级彈性的设计,以确保怠速时能保持较低刚度,同时行驶时能够提供足够的大刚度范围以应对需要。此外,对抗扭曲共振所需的大阻尼力,以及在正常行驶及怠速情况下尽可能节省能耗的小阻尼力的平衡,是这项技术不断进步的一个重要方面。
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