在上世纪90年代,国外的双质量飞轮DMF产品已经成熟了,并且出现了大量专利和研究论文。随着产量的快速增长,这种减振器被多个汽车制造商如GM、Ford、VW、Daimler、BMW、Toyota、Honda、Nissan、Renault和PSA等装备在他们的乘用车和商用车上。
然而,在国内,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,DMF还没有进入大规模生产阶段。目前,国内中高档轿车上的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需求,有约300多种不同的DMF减振器结构。这些结构可以根据弹性元件分为螺旋弹簧式和橡胶弹簧式;阻尼类型有干摩擦阻尼式、三维粘性阻尼式和空气阻尼式;而轴承类型则有滚动轴承式、高速滑动轴承式和推力轴承式。
周向长弧形螺旋弹簧双质量飞轮(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簧构成,可以实现多级弹性特性。此外,还有一些改进版本,比如在传力板上安装短直弹簧行使多极弹性特性的设计,以及在第一或第二飞轮上安装离心摆,以改变转动惯量比,从而形成更优性能的复合型DMF-CSS。
径向双质量飞轮(DMF-RS)的特点是其直线布置的减震杆,使得扭转刚度随着传递扭矩增加而逐渐增大。这使得这种结构具有理想非线性的弹性特质,并且受离心力的影响较小,但由于受径向空间限制,其有效传递扭矩有限,只能适用于小扭矩发动机,因此其应用范围受到一定限制。
对比分析显示,与周向布置的DMF相比,径向布置的DMFRS具有一定的优势:包括较好的稳定性能以及较少受到离心力的影响。但同时,它们也存在局限,如受径向尺寸空间限制,使得最大传递扭矩有限,对于大部分需要使用较高扭矩发动机的情况来说并不适用。在实际应用中,这些因素需要权衡以确定最佳选择。
对于提高性能方面,研究主要集中在二重飞轮转动惯量大小、二重飞轮所需材料及设计参数进行调整以优化系统行为。在此基础之上,还必须考虑到汽车运行中的各种复杂条件下反馈信息,以确保能够实现最佳效率。此外,通过调整首次固有频率位置来降低共振速度也是一个重要策略,因为这将导致更低振幅值,从而降低机械损耗并提升整体可靠性。
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