在上世纪90年代,国外的双质量飞轮DMF产品已经成熟了,它们在那时出现了大量专利和研究论文,并且产量迅速增长。如今,包括GM、Ford、VW、Daimler、BMW、Toyota、Honda、Nissan、Renault、PSA和Hyundai等公司都将DMF减振器装备在它们的多种乘用车和商用车上。
国内由于制造加工水平和一些关键工序,如激光焊接技术的限制,至今还未将DMF批量生产。目前,在国内中高档轿车上装备的DMF几乎都是进口产品。
为了满足不同尺寸发动机与整车匹配的需求,有约300多种不同的DMF减振器形式。在弹性元件方面,有螺旋弹簧式和橡胶弹簧式;螺旋弹簧式又分为径向弹簧式和周向弹簧式,其中周向弹簧式又有长弧形弹簧式和短轻直弹簧行列。而阻尼类型则有干摩擦阻尼式、三维粘性阻尼及空气阻尼;轴承采用滚动轴承、小球滑动轴承或推力型滑动轴承。
周向长弧形螺旋双质量飞轮(DMF-CS)是目前世界上最典型的一种双质量飞轮,由德国Luk公司于1989年研制。这类减振器通常由两组或三组周向长弧形螺旋弹丝构成,以实现多级刚度特性。普通结构基础上,可以增加功能,比如在传力板安装短直线状弹丝与长弯曲形状螺旋一起形成多极刚度特性;或者在第一、二个飞轮中加入离心摆来改变两个飞轮转动惯性的比值,从而形成性能更优越的复合型减振器,这也是其广泛应用的一个原因。
另外还有周向短线状双质量飞轮(DMF-CSS),它沿用传统CTD扭矩减少系统中的概念,每一组中的直线状螺旋借助于滑块以及固定帽子串联起来工作,以获得良好的非线性特性。此外,还可以通过设计不同刚度的手段,使得各个部分起作用时间不同时满足各种工作条件下的需求。
最后,还有一种径向双质量飞轮(DMF-RS)的结构,其特点是使用直线状悬浮装置作为减震材料,并且这些悬浮装置按照径向布置分布于从动板内侧,以及连接到第二个质心上的首次质心之间。这使得随着传递扭矩增加,其扭矩刚度逐渐增大,从而达到理想非线性的效果。相较于以往周围布置方式,除了具有更稳定的柔软特征以及对离心力的抵抗能力之外,此类设备也更加简单。但是,由于受限于空间尺寸,该类型设备只能适用于小扭矩发动机,并受到最大传递扭矩有限制,因此其适用范围受到了限制。
关于性能研究,我们主要集中讨论二个质心间转换惯量大小及其对应的柔软程度及阻尼大小进行调整优化。在考虑到汽车运行状况复杂的情况下,我们通常采用多层次柔软设计以应对各种情况。这种设计要求包括:确保怠速时固有的频率低于发动机怠速速度,同时远离共振速度以降低振幅;确保怠速级转角范围至少覆盖发动机提供给该系统所需转角波幅值,为避免危害较大的两次跳变发生尽可能扩大怠速级转角范围并缩小其中两个水平间隔差异。此外,我们还努力去除静止状态下行驶级与静止状态下行驶级之间差别最大化,以提高整体效率。
最后,对阻尼力来说,它对于整个传送系统中产生影响显著而复杂,但由于现今仍未完全理解其物理原理,所以我们依靠实验数据进行分析设计原则主要包括:当发生共振时应该具有强烈阻尼以快速消散能量峰值;然而,在正常驾驶及停放状态下,则应该采取弱阻尼策略以节省能源消耗。
标签: 地理资讯