1、动力传动 系短直 弹簧型 双 质量飞轮 减振器 研究龚宪生，廉超，杨俊杰，徐红亮（重庆大学 机械工程 学院，重 庆大学机 械传动国 家重 点实验室， 重庆 ）5 摘要： 为解 决车辆动 力传动 系统因扭 转振动所 带来的 困扰性问题 ， 针对一 款新型 的扭振减 振 器， 从其结 构特点 和 工作原理 着手， 分析了减 振器转 动惯量、 扭 转刚度及 阻尼等系 统参数对 减振性能的 影响， 并 建立了 其等效 阻 尼的解析 表达式 ， 就怠速工 况与行驶 工况下 动力传动 系 统 的 特 性 构 建 了 相 应 的 等 效 力 学 模 型 ， 得 出 了 不 同 工 况 下 的 扭 振 固 有
2、 特 性 ， 然 后 运 用 Newmark- 法对动力 系统的响 应进行仿 真分析 。 研究 结果表明： 该款双质 量飞轮 式减振器 能10 够有效隔离 扭转振动 ，降低扭 振幅值， 提高车辆 驾驶 和乘坐的舒 适性。关键词：扭 振减振器 ；双质量 飞轮；动 力传动系 统； 阻尼中图分类号 ：U 463.213Research on the Torsional Vibration Damper of the Dual15 mass Flywheel- Circumferential Short Spring for the powertrain systemGong Xiansheng, L
3、ian Chao, Yang Junjie, Xu Hongliang(State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, College of Mechanical Engineering, Chongqing University, ChongQing )20 Abstract: To solve the troubling problems caused by the powertrain torsional vibration, the structuralcharacteristics and working principle of
4、the Dual mass flywheel were analyzed as well as the damping properties resulting from the rotational inertia, torsional stiffness and damping parameters, then the analytical expression of the equivalent damping was established. After that, the established equivalent models of powertrain were simulat
5、ed in the transmission and idling conditions using Newmark-25 method. The results indicate that the Dual mass flywheel damper can effectively isolate the torsional vibration from the power system, reduce its amplitude, and comfort riding vehicle.Keywords:torsional vibration damper; dual mass flywhee
6、l; powertrain; damping0 引 言30 汽车动力传 动系统的 扭转振动 是汽车的 主要振动 形式 ， 它直接 影响到汽 车乘坐的 舒适性 和零部件的 耐久性 1。 随着新技术的加速应 用， 汽车 正朝着大扭 矩和轻量 化的方向 发展， 无 疑加剧了传 动系的扭 转振动 ， 给扭振 减振控制 带来了 更大的困难 2。 虽然置于离合 器从动盘 上的扭振减 振器( Clutch Torsional Damper， CTD)能使 传动系的扭 转振动得 到一定的 控制， 但 受离合器从 动盘空间 尺寸的限 制，致 使 CTD 振动传 递率较大， 隔振效果 差，低速 区的隔振35 效果
7、不明显 3， 难以满足人 们日益增 长的舒适 性的要求 。 诚然 ， 双 质量飞轮 式扭振减 振器( Dual Mass Flywheel，D MF)的出现使得汽 车扭振减 振降 噪 技术取得了 长足的发 展，它克 服了传统 CTD 的不足，能够有效隔离发动 机传递到变速 器 上 的扭振波动，降低传 动系统的噪音 。但 国内其制 作 尚处于 样 机阶段 ， 还未得 到 普及 4-5。 而在各类 DMF 中， 短直弹簧 双质量 飞轮扭 振减振器( Dual mass flywheel_ circumferential short spring, DMF-CSS)因具有特殊 的弹性机 构,40 可
8、通过弹簧帽和滑块位置、弹 簧个数和组合方式 等多 种手段进行调谐,更灵活 地实现多级非基 金 项 目 ： 重 庆 大 学 机 械 传 动 国 家 重 点 实 验 室 自 主 研 究 基 金 项 目 (37)， 企 业 重 点 攻 关 项目(DF515A001)作 者 简 介 ： 龚 宪 生 ， (1956-)， 男 ， 教 授 ， 博 士 生 导 师 ， 机 械 系 统 动 力学通信 联系 人： 廉超 ，（1 984-） ，男 ，硕 士研 究生 ，机 械系 统 动力 学. E-mail: 线性弹性特 性的特点 6， 备受众多学者 的青睐。 为此 ， 本文以此 为切入点 ， 为某 国产轿车 从
9、一个新的角 度设计一 款新型的 DMF-CSS，并分析其 对汽车振动 的控制， 以便为双 质量飞轮 的设计制造 提供一些 实际参考 和理论依 据。1 基 本结 构和工 作原理45 1.1 基本结构双质量飞轮 式减振器 突破传统 离合器从 动盘式减 振器 的空间布局 ， 将扭 振减振器 从空间 尺寸局限性 大的离合 器从动盘 处转移至 发动机飞 轮处 ， 从而 为 减振器结 构的改进 提供了可 行 空间( 图 1)。 DMF 的 扭转弹簧 可以获 得 较大的分 布半 径， 增加减振器 的工作扭 转角， 降低 扭 转刚度； 还 可以通过 重新分 配减振器 两侧飞轮 的转动 惯量调整系 统固有频 率
10、， 这 些都为汽 车50 动力传动系 统扭转振 动的综合 控制创造 了有利条 件。图 1 双 质 量 飞 轮 减 振 器 布 局 及 结构Fig.1 DMF layout and structure55 双 质量 飞轮 式扭 振减振 器主 要由 第一 飞轮 、第二 飞轮和 两飞 轮之 间的 减振器 三部 分 组 成。 带有 启 动齿圈的 第一飞 轮与发 动 机曲轴输 出法 兰 盘相连接， 第二飞轮 通过轴 承安装在 第 一飞轮上， 第二飞 轮 上又安装 有离合器 壳、 压 盘等。 第一飞轮和 第二飞轮 之间的减 振器是由 弹性机构和 阻尼机构 组成， 通过弹 性 机构的传 动实 现 两飞轮的相
11、 对转动并 传递扭矩 ， 同时 与 阻尼机构一 起缓冲减 振降噪。60 某型轿车怠 速工况时 动力传动 系统的扭 转振动较 大并 产生了怠速 噪声， 严重影响 了车辆 乘坐的舒适 性。 为更 好地隔离 其发动机 怠速工 况下的 扭转振动 、 降低噪声 ， 设计 了一种新 型 的具有三级 刚度特性 曲线的 DMF-CSS。其中第一 级 刚度主要在 发动机怠 速时起作 用；第二 级主要在发 动机正常 行驶工况 下起作用 ；第三级 则在 传递更大转 矩时起作 用。该 DMF-CSS 依靠自身独 特的弹簧 机构实现 三级扭转 刚度特性 。65图 2 DMD-CSS 刚 度 特 性 曲 线 和 弹 簧
12、机构Fig.2 DMF-CSS stiffness curve and spring mechanism弹簧机构由 三个组合 弹簧并联 而成， 每一个组 合弹簧 又由分布半 径相同的 3 个直螺 旋弹70 簧借助于滑 块和弹簧 帽串联而 成。 这 些组合弹 簧周向 分布在弹簧 室内， 并 由驱动 盘将三组 弹 簧间隔开， 如图 2 所 示。 滑块 和弹簧帽 是 DMF-CSS 的重要组成 部分 7： (1)它们是直螺 旋弹簧的导向件和 滑动支架， 并传递圆 周力。( 2)能够控 制每个弹簧作 用的角度范 围，改变 串联 弹簧数目，实 现减振器扭 转刚度的 非线性特性 。( 3)将弹簧与弹簧 室
13、侧壁隔离 开，避免 转动 过程中两者 的摩擦， 延长了弹 簧的寿命 。 弹簧 室侧壁 还涂抹有阻 尼油脂， 用于衰减 动力传动75 系统通过共 振区时的 振幅。 针对不同 车型可以 改变油 脂的型号以 便调整减 振器的阻 尼大小满 足不同的需 求 8。1.2 减振原理DMF 通过合理改 变扭转减 振器两侧 转动惯量 的分配 、合理设计 扭转减振 器弹簧的 扭转 刚度、增大 减振器的 工作扭转 角度等措 施达到更 好的 减振效果。 在怠速工 况下， DMF 应使80 系统扭振共 振转速远 离发动机 怠速转速 并降低系 统的 扭振响应振 幅， 从而 消减怠 速噪声； 在 行驶工况下， 将易被 激
14、发的扭振 共振( 通常由发 动机 输 出转速波动 的主谐量 激发) 固有振动 模 态频率移出 常用转速 区， 并 进一步 改 善系统固 有扭 振 特性， 消减 发动机转 速波动 激励的传 动 系扭振( 由 扭振减振 器惯量 参数和阻 尼参数共 同调谐实 现) 9。这使 DMF 对扭转振动的综合 控制能力优 于离合器 从动盘式 减振器 (图 3)。 从图 3 可以看出， 双质量飞 轮几乎使 发动机曲85 轴的扭转振 动完全与 变速器隔 离了，从 而降低了 传统 系统的扭振 ，消除了 变速箱中 的噪声 ， 提高了汽车 乘坐的舒 适性。图 3 两 种 减 振 器 的 减 振 效 果Fig.3 Dam
15、ping effect of two torsional damper902 影响 DMF-CSS 性 能的 主要参 数第一、 二飞 轮的转动 惯量、 弹性特性 和阻尼特 性是影 响汽车传动 系扭振固 有特性和 响应 特性的主要 参数。 这 三个参 数在控制 动力传动 系统扭 振方面既相 互独立又 相互影响 ， 在设 计 时须以整个 动力传动 系的扭振 特性为主 线，交替 进行 计算。95 某国产轿车 需要设计 匹配一款 双质量飞 轮扭振减 振器 ， 其动力总 成相关参 数如下 ： 四缸 发动机，最 大扭矩 Memax=130Nm；额定功率：68K w；转速范围 ：800r /min6000r
16、 /min。2.1 转动惯量的配置转动惯量设 计时， 首先应遵 循双质量 飞轮减振 器总转 动惯量与原 飞轮总成 的转动惯 量相 等的原则， 以保证 发 动机运转 的平稳 性 。 其次 ， 合理 分配减振器 两侧的转 动惯量使 系统固有100 频率调整到隔振区( 即频率比 2 )，隔离发动机的扭振 (图 4) 。尽管频率 比 的增加有助于隔振，但 并非 值取的越大越 好，在 5 以后传递率 几乎 水平，通常 选取 值在 2.55之间隔振效 果就足够 了 10。105图 4 强 迫 振 动 幅 频 特 性 曲 线Fig.4 Amplitude-frequency characteristic o
17、f forced vibration固有频率的 调整首先 要建立动 力系统的 简化模型， 考 虑到 DMF-CSS 扭转刚度 在传动 系中最低，故可以以减振器为界，将汽车动力传动系统简化为发动机- 变速器的二自由度模型 进行初步设 计 6。计算得到二自由度系统 扭转振动 的 固有频率为 ：110 n K I1 I 2 I1 I 2 (1)115120125式中，K 为减振器的扭转刚度， I 1 为发动机一侧的转动惯量， I 2 为变速器一侧的转动 惯量。由( 1)式可知 ， 当减振 器扭转刚 度 K 一定时， 系 统的扭振 固有频率 n 主要由扭振 减振器 两侧的转动 惯量大小 决定。 研究表
18、 明 ， 当两 飞轮转动 惯 量比调整到 0.71.4 之间比较 合适 7。2.2 多级刚度参数设计减振器扭转 刚度与飞 轮的转动 惯量是调 节动力传 动系 统固有特性 的主要参 数。 对 于刚度 特性而言， 在满足传 递发动 机转矩和 将系统固 有频率 移出常用转 速区的条 件下， 应选用较 小 的扭转刚度 ，这样有 利于衰减 动力传动 系统中的 扭转 振动，减小 扭振幅值 ，降低噪 声。怠速工况时 ，减振器 第一级刚 度起作用 ，第一级 刚度 的临界扭矩 M1 可 根据试验 测得的 发 动 机 怠 速 扭 矩 确 定 。 第 二 级 刚 度 用 于 行 驶 工 况 ， 由 于 汽 车 正
19、常 行 驶 时 发 动 机 负 荷 约 为 (50% 70%)Memax， 因 此 第二级 的 临界扭矩 M2 可取( 1.0 1.2)Memax。 第 三级刚度 是为缓 和非 稳定工况下 传动系的 扭转冲击 载荷而设 计的，通 常轿 车和轻型车 的极限工 作扭矩 M3 的选 取 范 围为( 1.20 1.75)Memax4。 各级 刚 度所对 应的临界扭 转角度 可 根据滑块 、弹簧 帽的结构 尺 寸以及组合 弹簧的刚 度公式计 算确定。 为 某轿车设 计 的 DMF-CSS 型扭振减振 器的各 级弹簧 刚度参数如 表 1。表1 DMF-CSS 各 级 弹 簧 参 数Tab.1 DMF-CS
20、S spring parameters at all levels第 一 级 第 二 级 第 三 级扭转 角度 () 6 20 5扭转 刚度 (Nm/) 1.33 6.1 13130 2.3 阻尼参数设计发动机在起 动和熄火 时， 都要 经过共振 转速区 ， 需要 大阻尼才能 有效降低 共振幅值 ； 而 正常行驶时 系统处于 隔振区这 时阻尼要 小， 若 选用大 阻尼反而会 增加振动 幅值， 不利于隔 振 6。 为使减振器能够较好 的满 足 传动系统 减振和隔 振 两方面的需 求， 初步设 计时， 阻 尼比 选在 0.250. 5 的范围 内。 R 135 该汽车动力 传动系统 的二自由 度系
21、统简 化模型的 阻尼 比： ce 2I 2n (2)140式中, I 2 为变速器一侧转 动惯量， n 为系统固 有频率， ce 为 DMF 减振器 的等效 粘性阻 尼系数。当系统中的 I 2 和 n 确定之后，调节 ce 的大小使 落在 0.25 0.5 的区间内 ，实现减 振 器隔振与减 振的需求 。D MF-CSS 阻尼系数 的设计 实 际上是对 等 效粘性阻 尼系数 ce 的设计， 减振器的阻 尼主要由 弹簧帽 、 滑块与 弹簧室相 对运动 产生的摩擦 力阻尼提 供， 因 此需要将 摩 擦力阻尼等效 为粘性阻 尼。按照 一个振动 周期内摩 擦 力所耗散的能 量与等效 粘性阻 尼 ce
22、所 耗散的能量 相等的原 则进行等 效计算求 出 ce。以下 为 等效粘性 阻 尼 ce 的计 算过程：2.3.1 摩擦力在一个扭 振周期内 耗散的能量145150图 5 滑 块 和 弹 簧 帽 产 生 的 正 压 力Fig.5 Slider and spring cap generated pressure滑块和弹簧 帽在转动 过程中产 生的离心 力( 图 5(a)； 此外滑块还 受到两侧 弹簧的恢 复力F1、 F2，并产生一个 径 向分力 (图 5(b)。设动力 传动系 的转速为 0 ，则：(1)滑 块上的离 心力： m11 m12 2N11 R1 m3 R3 0 2 m m(3)N 12
23、 13 R m R 212 2 1 3 3 0155式中 m11 、 m12 、 m13 分别为三个直弹 簧的质量 ， m3 为滑块质量 ， R1 、 R3 为弹簧和滑 块 的质心分布 半径。(2)弹 簧帽上的 离心力： m11 2N h1 R1 m2 R2 0 2 (4)N m13 m R 2h 2 2 1 2 2 0160其中， m2 为弹簧帽质 量 ， R2 为弹簧帽质心分 布半径。(3)弹 簧产生的 径向分力 ：不同工况下 弹簧产生 的径向分 力也不同： 怠速工况 时 DMF-CSS 中三个直弹簧 均未达到 最大变形量 ，串联弹 簧受到的 力大小相 等，即 F1 F2 (图 5 (b)
24、； 行驶工况 时，线刚 度最小 的弹簧先达到最大变形量，而其余两个弹簧继续压缩，故作用在滑块上的弹簧力 F1 F2 ， 本文以怠速 工况为例 进行计算 。2T T(a)第一个 滑 块上 的 弹簧径向 分力：N21 sin180 2 F1 sin90 (5)165 N21 2F1 sin 21 2 K1 sin 其中， 1 、 2 为第一、第 二飞轮的 扭转幅值 ，K 1 为怠速工 况时减振器 的刚度。(b)第 二个滑块 上的径向 分力同上 ，得：N 22 21 2 K 1 sin 综上所述， 一个弹簧 室内的滑 块和弹簧 帽在转动 过程中受到的总 摩擦力为 ： f N N11 N12 N21
25、N 22 N h1 N h2 0m11 m13 m12 R1 2m2 R2 2m3 R3 41 2 K1 sin (6)(7)170 其中, 为摩擦系数，选 用不同阻 尼油脂时 ，摩擦 系数 不同。在一个扭转 振动周期 内，D MF-CSS 中的摩 擦力所 消 耗的能量：E f 4M 1 2 12 f R1 2 (8)式中，R 为 弹簧室 外 圆半径。1752.3.2 等效粘性阻尼在 一个扭振 周期内所耗 散的能量当动力传动 系统的扭 转振动达 到稳态时 ，D MF-CSS 第一飞轮和 第二飞轮 的运动方 程可 表示为： 1 1 sin t 1 2 2 sin t 2 (9)式中， 1 、 2
26、 分别代表 第 一飞轮和 第二飞轮 的运动方 程， 为振幅， 为扭振频率， 为相位。180 E M & & dt c & & & & dt (10)c 0 1 2 0 e 1 2 1 2将( 9)式对时间 求导后代 入( 10)式得：2 c cos t c cos t 2 Ec 2 2 2 e 122 2 21 e 2 dt0 2ce 12 cost 1 cos t 2 (11) c 2 2 2 cos e 1 2 1 2 2 1根据一个振动周期内摩擦力与等效阻尼力所耗散的能量相等( 即 E f得： E c )的原则可以求185 c 12 f R1 2 (12)e 2 2 212 cos2 1
27、 1 2190由以上结果 可以看出， 减 振器中 的等效粘 性阻尼 ce 不 仅与油脂型 号， 弹簧室分 布半径， 滑块、 弹簧帽等 的质量、 质 心分布半 径等结构 参数有 关， 还与扭转刚 度、 扭振频 率、 扭振幅 值等参数有 关。 因 此要想获 得一个 理 想的阻尼 系数还 要经过多 参 数目标优 化和实车 动力传动 系统扭振试 验加以修 正。3 动 力传 动系统 固有特 性和 扭振响 应分析3.1 动力传动系统等效力学模 型的建立DMF-CSS 的设计必然要涉 及到传动 系统固有 频率的 计算和扭振 响应分析 ，因此建 立汽 车动力传动 系统的离 散化分析 模型是很 有必要的 。 根
28、 据某国产型 轿车的结 构特点 ， 按照简 化等 效 转 动 惯量 J 等 效 扭 转 刚度 K 等 效 阻 尼 系数 CKg.m2 Nm/rad Nm.s/rad195200前 后系统的 能量和 扭转振动 性能保 持不变的 原则 11， 建 立了该车 怠速工 况和行驶 工况动 力 传动系扭转 振动等效 力学模型 ，如图 (6)、 (7)，参数说 明见表 2。图 6 怠 速工 况扭 振等 效模 型 图 7 行 驶 工 况 扭 振 等 效 模 型Fig.6 Idling condition equivalent model Fig.7 Transmission condition equival
29、ent model表2 扭 振 系 统 等 效 模 型 参数Tab.2 Equivalent model parameters参数 含义 参数 含义J1 发 动 机 附 件 及 减 振 器J2 第 一 曲 柄 连 杆 机构 J3 第 二 曲 柄 连 杆 机构 J4 第 三 曲 柄 连 杆 机构 J5 第 四 曲 柄 连 杆 机构J6 双 质 量 飞 轮 第 一 飞 轮 总 成 J7 双 质 量 飞 轮 第 二 飞 轮 总 成 J8 怠 速 时 变 速 器 输 入 一轴K1 发 动 机 减 振器K2 第 一 和 第 二 曲 柄 连 杆 轴 颈 间 轴段 K3 第 二 和 第 三 曲 柄 连 杆
30、轴 颈 间 轴段 K4 第 三 和 第 四 曲 柄 连 杆 轴 颈 间 轴段 K5 第 四 曲 柄 连 杆 轴 颈 至 飞 轮 轴 段K6 双 质 量 飞 轮 式 扭 转 减 振 器K7 变 速 器 输 入 一 轴K8 变 速 器 中 间轴J8 行 驶 时 变 速 器 输 入 一轴 K9 中 间 轴 末 端 至 主 动 锥 齿 轮 间 轴段J9J10J11J12C1变 速 器 中 间 轴 、 常 啮 合 齿 轮 等 主 减 速 器 主 动 齿轮 主 减 速 器从 动 齿 轮 、 差 速器 车 轮 及 整车 平 动 等 效 转 动 惯 量 发 动 机减 振器K10K11K12C2C3差 速 器
31、与 从 动 锥 齿 轮 之 间 的 齿 轮 轴 半 轴 扭 转 刚度车 轮 扭 转 刚度 双质 量 飞 轮 减 振器 车 轮 与 地 面 之 间2052103.2 动力传动系统等效力学模 型的建立根据动量矩 定理列出 等效系统 的无阻自 由振动微 分方 程J & K 0式中， J 为质量矩阵， K 为刚度矩 阵。 设解为 sin t 带入( 13)得：K 2 J 0由( 14)有非零解 的条件得 特征方程 ： K 2 J 0 展开( 15)求解得 到等效系 统的固有 频率如 表 3 所示 。(13)(14) (15)e215 表3 等 效 系统前 6 阶 固 有 频 率Tab.3 1st to
32、 6th-order natural frequencys频率 Hz 怠速 第 三 档 第 四 档 第 五 档f1 0 3.51 3.55 3.56f 2 8.55 7.37 8.28 9.30f3 124.80 21.75 23.44 26.63f 4 233.68 124.88 97.65 117.25f5 280.74 179.32 124.88 124.88f6 530.24 233.73 233.73 233.73分析表 3 得： 怠速工况 的第一阶 固有频 率为 0Hz， 属 于刚体转动 在此不做 考虑。 第二 阶固有频率为 8.55Hz 对应 的发动机 共振转速 为 256.5r
33、/min，低于发动机的怠 速 转速 800r/min，220 发动机怠速工况的激振频 率与动力传动系 第二阶固有 频率比： f f 2 26.67 8.55 3.12 2 处225在隔振区 ， 即 DMF-CSS 对发动机怠速 时产生的 扭转 振动起隔振 作用。 怠速工况 第三阶及 三 阶以上的固 有频率均 大于 120Hz，对应的 发动机共 振 转速高于 3600r/min 远大于 800r/min， 因此在通常 情况下不 会引起第 三阶及以 上的高阶 共振 。行 驶工况 时，发 动机的 常用转 速 为 15 00 3000r/min， 对应的 发动机 激振频 率 为 5 0100Hz。由表
34、 3 可以看出 ，行驶工 况时仅有 第四档 的 97.65Hz 处于 50100 Hz 的 边界附近 ， 其余档位均 在该范围 之外。 说明 DMF-CSS 能够有效 地将动力系 统的共振 转速区移 到发动机 常用转速之 外，避免 了共振。3.3 发动机激励下等效系统的 扭振响应等效模型强 迫振动方 程：230 J & C & K M (16)235式中， J 为质量矩阵， C 为阻尼矩 阵， K 为刚度矩阵 ， M 为激 励列向量。 该多自由度 振动分析 采用数值 仿真方法 ，应用的 Newmark-法属 线性加速 度法，当 该算法中的参 数 1 2 ， 1 时，N ewmark-法 是 无
35、条件稳 定的。 本次取 1 2 ，41 2 2 1 4 对怠速工况和行 驶工况下的动 力传动系统 扭振进行仿 真，得到两个工 况的等效系统 的响应。在时域内用 振动衰减 率来作为 双质量飞 轮对振动 的衰 减能力的评 价标准 5： 1 o i 100%其中 i 第一飞轮的扭振 角加速 度 幅值， o 第二飞轮的 扭振 角加速度幅 值。(17)240245 图 8 怠 速工 况两 飞轮 扭振 角加 速度 响应 图 9 行 驶 工 况 两 飞 轮 扭 振 角 加 速 度 响应Fig.8 two flywheel acceleration response in idling conditionFi
36、g.9 two flywheel acceleration response in transmission condition250255260第一和第二 飞轮扭振 角加速度 曲线见图 8、 图 9 所 示 ， 从图中可以看 出怠速 工况时两 飞轮的扭转振 动大 约 0.5s 达到稳定 ，行驶工 况时 约 1s 达到稳态振 动，两种 工况下均 能在较短 的时间内将 第二飞轮 (变速 器一侧) 的扭转振 动衰减 下 去。经过计 算得到该 款 DMF-CSS 对发 动机的角加 速度波动 的衰减率 在怠速工 况时为 78.26%， 行驶工况时 为 81.75%， 有效 的隔离 了发动机的 扭转振动
37、 。4 结 论(1)讨论了 DMF-CSS 中飞轮 转动惯 量、 扭转 刚度和阻 尼 系数的设计 原则， 分 析了其工 作 过程中的摩 擦阻力及 产生机理 ，建立了 等效阻尼 系数 的计算模型 。(2)建 立了动力 传动系统 怠速工况 和行驶工 况的离散 化等效 力学模型 ，分析了 系统的 固 有频率。研 究表明， 在各种工 况下， DMF-CSS 都能使汽车固有 频率远离 发动机相 应工况所 对应的频率 ，从而避 免了共振 ，减小了 振动。(3)运用 Newmark-法对整车动力 传动系统 在激励下 的 扭振响应进 行仿真， 得 出该双质 量飞轮减振 器能有效 隔离发动 机产生的 扭转振动
38、，降 低变速器一 侧的扭转 振动幅值 。参考文献 (References)2652702751 刘辉 ,项 昌 乐 ,李 和 言 .发 动 机 激 励 下 车 辆 传 动 系 统 动 载 研 究 J.机 械 强 度 ,2006,28(6):805-808.2 Alexander Fidlin, Roland Seebacher. DMF Simulation Techniques-finding the Needle in the Haystack C.LuK Symposium 2006:55-71.3 Wolfgang Reik, Roland Seebacher,Ad Kooy. The
39、 Dual Mass FlywheelC. 6th LuK Symposium. 1998:69-93. 4 吕振华 ,陈 涛. 双 体飞 轮- 周向 弹簧 型扭 振减 振器 弹性 特性 设 计研 究 J. 汽 车 工 程 ,2006,25(1):73-77.5 史文库 ,龙 岩, 卢玉 东. 多 级非 线性 双质 量飞 轮参 数设 计和 优 化 J. 振 动 与 冲 击 ,2009,28(5):92-96. 6 李伟, 史文 库. 双 质量 飞轮 (DMF)的 研究 综述 J. 噪 声 与 振 动 控 制 ,2008,28(5):1-5.7 吕振华 ,吴 志国 ,陈 涛. 双 质 量 飞轮
40、-周 向 短 弹 簧 型 扭 振 减 振 器 弹 性 特 性 设 计 原 理 及 性 能 分 析 J. 汽 车工 程 ,2003,25(5):493-497.8 Dr.-Ing,Albert Albers .Advanced Development of Dual Mass Flywheel (DMFW) Design - Noise Control forTodays Automobiles C,5th LuK Symposium. 1994:5-41.9 李光辉 ,胡 建军 ,秦 大同 . 径向 弹簧 型双 质量 飞轮 扭转 减振 器 扭振 固有 特性 研究 J. 中 国 机 械 工程 ,2008,19(15):1800-1805.10 张义 民 .机 械 振 动 M.北京 :清华 大 学 出 版 社 ,2007.11 张德 满 ,钱 海 挺 ,董 大 伟 .汽 车 轴 系 强 迫 扭 转 振 动 模 型 的 建 立 及 分 析 J,噪 声 与 振 动 控 制 ,2008,28(3):78-80.
