• 汽车离合器“离-合”就好,为啥还装减振器?

    autoorigin2020-08-21

  • 汽车离合器“离-合”就好,为啥还装减振器?

    为什么要装扭转减振器?

    我们知道,发动机的动力是经过离合器传递给变速器的。所谓离合器,顾名思义,负责发动机与变速箱之前分离和结合。也就是决定发动机动力能不能进行下一步传输的关键部件。当然,发动机的扭矩波动也会传递给它。因此,除了上述功能外,离合器还有一个很重要的作用——衰减发动机与变速器之间不平稳的扭转振动。这就离不开动力传递中的一个关键部件——扭转减振器(CTD)。各位看准了,这可不是我们经常说的DCT。

     

    什么是扭转减振器?

    不同于电动机和涡轮机,内燃机不能输出恒定不变的转矩。不断变化的曲轴角速度引起振动,并经由离合器与变速器输入轴将振动传递到变速器,由此产生了令人讨厌的噪声。扭转减振器就是用来使发动机与变速器之间振动最小化的装置。

    飞轮质量的不断降低和现代汽车的轻型化趋势使这种令人讨厌的噪声更加严重。所以,现在每辆车都需要经过专门的发动机调整,这就产生了多种类型的减振器及不同结构。

     

    扭转减振器应用于离合器从动盘上的不同结构分类

    下图从左至右分别为:刚性从动盘、柔性从动盘、带有预减振功能的从动盘、带有主减振功能的从动盘、同时带有预减振及主减振功能的从动盘,其中前三种用于双质量飞轮上。

    从动盘的结构是根据车辆形式和需求来选择的。

    如果因为安装空间不足或因财力有限,而使车辆不能配备双质量飞轮或阻尼式飞轮离合器时,就可以考虑采用带扭转减振器的离合器从动盘,它是车辆传动系中节省空间的扭转振动解决方案。

     

    带扭转减振器的离合器从动盘的分类

    现代车辆构造中,离合器扭转振动的阻尼可根据每个客户的不同需求而量身定做。可提供从简单的、性价比高的、只有一级的扭转减振器,到复杂的、四级或五级扭转减振器(可提供在各种载荷条件下的最优的阻尼效果)。

    下图为典型的带两级扭转减振器和预减振器及阻尼可变的离合器从动盘。

    它的组成元件是:离合器摩擦片(1),被摩擦片铆钉2铆在波形弹簧片(3)上,而这些波形弹簧片则通过铆钉被紧紧地固定在从动片(17)上。从动片(17)通过定位衬套(22)在盘毂上旋转。

    扭转减振器的构成为:预减振器(带弹簧10和11),主减振器(带弹簧12和13)和阻尼控制盘总成(阻尼片8,阻尼控制盘20,蝶形弹簧7,及阻尼支承片9)。

     

    上图右边展示了三种不同形式的扭转减振器。

    右上的扭转减振器是一个带阻尼片的简单阻尼装置,它产生恒定的摩擦和两级作用曲线。

    右中的扭转减振器与右上的基本相同,只是多了两个阻尼片。它们由有机材料或塑料制造。有机材料的阻尼片有更高的摩擦系数,而塑料阻尼片的摩擦系数较低,但耐磨损性能很好。

    右下的扭转减振器具有可随转角改变的三级阻尼,两级主减振器以及独立的两级预减振器。它主要用在柴油发动机驱动的汽车上。

    基于工况的离合器扭转减振器减振特性分析

    离合器扭转减振器工作过程可由下图的“扭矩特性曲线”所示。扭转减振器的旋转角度与转矩大小相对应,中间折线表示理论上的转矩特性曲线,而带阴影区域的则表示考虑到了摩擦(阻尼)的转矩特性曲线。

    驱动工况下减振器的作用:车辆在发动机驱动下正常行驶过程。此时,大多数发动机的转速范围为1000~2000rpm。该工况是扭转减振器的主要工况,是主减振级的工作阶段。为了有效的减小传动系的固有频率,主减振级需要较小的扭转刚度,较大的旋转角度。但受制于离合器的空间尺寸,其不可能获得很大的转角,一般最大取12°~15°。

    怠速工况下减振器的作用:怠速工况指汽车停止不动,离合器处于结合状态,发动机在无负荷下运转,变速器处于空挡运转。此时存在怠速噪声。通过的预减振级结构,其刚度较小,其先于刚度较大主减振弹簧作用,从而有效降低怠速噪声。

     

    下图显示了发动机和变速器在怠速时的扭振行为。

    如果没有扭振减振器,振动直接传递到变速器。

    如果有扭振减振器,有些振动就会被扭振减振器吸收。

     

    双质量飞轮(DMF)的出现

    随着现代发动机性能提升对传动系统振动的影响越来越大,同时,由于没有足够大的内部空间,导致传统离合器从动盘的扭转减振器已经不能满足越来越高的性能需求,这就要求使用更高性能的扭转减振器。

    这时,双质量飞轮DMF(Dual Mass Flywheel)出现了。  

    扭振乱不乱,DMF说了算!相比于DCT,它的知名度小多了。

    问过身边的非专业用车人士:“兄dei,DCT大家都很熟悉,那你知道DMF吗?”他们都很礼貌的反问:“哥们,这**是个啥?”

    实际上,正是这位叫做DMF的“大佬”在背后默默的付出,才会使得发动机的扭振问题得到了很好的改善,因此,我们将在后续还要给大家一起聊聊DMF。

     

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