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奧迪轎車上的雙質(zhì)量飛輪是什么原理呢?用它的好處在哪呢?
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提問者:網(wǎng)友
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2017-02-14
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奧迪上用的應(yīng)該是德國舍弗勒公司旗下品牌LuK的雙質(zhì)量飛輪。它保證了運行的舒適性。把
變速箱
和車身與發(fā)動機振動隔開,是研發(fā)駕駛舒適的柴油機車過程中的一個附加的必要部件?! ∠旅娼榻B一下雙質(zhì)量飛輪: 雙質(zhì)量飛輪是上世紀80年代末在汽車上出現(xiàn)的新配置,英文縮寫稱為DMFW(double mass flywheel)。它對于汽車動力傳動系的隔振和減振有很大的作用。提到雙質(zhì)量飛輪,首先要弄清楚飛輪及有關(guān)扭轉(zhuǎn)振動的知識?! “l(fā)動機后端帶齒圈的金屬圓盤稱為飛輪。飛輪用鑄鋼制成,具有一定的重量(汽車工程稱為質(zhì)量),用螺栓固定在曲軸后端面上,其齒圈鑲嵌在飛輪外緣。發(fā)動機啟動時,飛輪齒圈與起動機齒輪嚙合,帶動曲軸旋轉(zhuǎn)起動。許多人以為,飛輪僅是在起動時才起作用,其實飛輪不但在發(fā)動機起動時起作用,還在發(fā)動機起動后貯存和釋放能量來提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)的均勻性,同時將發(fā)動機動力傳遞至
離合器
?! ∥覀冎?,四沖程發(fā)動機只有作功沖程產(chǎn)生動力,其它進氣、壓縮、排氣沖程是消耗動力,多缸發(fā)動機是間隔地輪流作功,扭矩呈脈動輸出,這樣就給曲軸施加了一個周期變化的扭轉(zhuǎn)外力,令曲軸轉(zhuǎn)動忽慢忽快,缸數(shù)越少越明顯。另外,當汽車起步時,由于扭力突然劇增會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速急降而熄火。利用飛輪所具有的較大慣性,當曲軸轉(zhuǎn)速增高時吸收部分能量阻礙其降速,當曲軸轉(zhuǎn)速降低時釋放部分能量使得其增速,這樣一增一降,提高了曲軸旋轉(zhuǎn)的均勻性。 當發(fā)動機等速運轉(zhuǎn)時,各缸作用在曲軸上的扭轉(zhuǎn)外力是周期變化的,因此曲輪相對于飛輪會發(fā)生強迫扭轉(zhuǎn)振動,同時由于曲軸本身的彈性以及曲軸、平衡塊、
活塞
連桿等運動件質(zhì)量的慣性作用,曲軸會發(fā)生自由扭轉(zhuǎn)振動,這兩種振動會產(chǎn)生一種共振。因此有些發(fā)動機在其扭轉(zhuǎn)振幅最大的曲軸前端加裝了扭轉(zhuǎn)減振器,用橡膠、硅油、或者干摩擦的形式,吸收能量以衰減扭轉(zhuǎn)振動?! ⊥瑫r,汽車傳動系的固有頻率如果與曲軸的扭轉(zhuǎn)振動頻率重合,也會產(chǎn)生共振。在共振時,扭轉(zhuǎn)振動的振幅和由此產(chǎn)生的噪聲特別大。為了消除這種共振現(xiàn)象,可在傳動系中串聯(lián)一個彈性阻尼裝置,這樣做同時可以減緩汽車起步或換檔時離合器動作時產(chǎn)生的沖擊力。因此,設(shè)計師在離合器總成上的從動盤設(shè)置了螺旋彈簧等彈性元件,即在兩塊摩擦襯片之間夾一個減振器盤,上面均勻分布螺旋彈簧,利用其彈性來吸收來自傳動系的沖擊,起到緩沖作用,通過摩擦使扭轉(zhuǎn)振動迅速衰減?! 〉牵捎谄噦鲃酉档墓舱袢Q于傳動系中所有旋轉(zhuǎn)圓盤的慣性矩,臨界轉(zhuǎn)速越低慣性矩越大,共振也越大。在離合器上設(shè)置扭轉(zhuǎn)減振器存在兩個方面的局限性∶一不能使發(fā)動機到變速器之間的固有頻率降低到怠速轉(zhuǎn)速以下,即不能避免在怠速轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生共振的可能;二是由于離合器從動盤中彈簧轉(zhuǎn)角受到限制,彈簧剛度無法降低,減振效果比較差。為了解決這兩個問題,更有效地達到隔振和減振的目的,雙質(zhì)量飛輪就應(yīng)運而生了?! ‰p質(zhì)量飛輪示意圖 雙質(zhì)量飛輪總成 所謂雙質(zhì)量飛輪,就是將原來的一個飛輪分成兩個部分,一部分保留在原來發(fā)動機一側(cè)的位置上,起到原來飛輪的作用,用于起動和傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)動扭矩,這一部分稱為初級質(zhì)量。另一部分則放置在傳動系變速器一側(cè),用于提高變速器的轉(zhuǎn)動慣量,這一部分稱為次級質(zhì)量。兩部分飛輪之間有一個環(huán)型的油腔,在腔內(nèi)裝有彈簧減振器,由彈簧減振器將兩部分飛輪連接為一個整體。由于次級質(zhì)量能在不增加飛輪的慣性矩的前提下提高傳動系的慣性矩,令共振轉(zhuǎn)速下降到怠速轉(zhuǎn)速以下。例如德國魯克(LUK)公司的發(fā)動機雙質(zhì)量飛輪將共振轉(zhuǎn)速從1300轉(zhuǎn)/分降到了300轉(zhuǎn)/分。目前一般汽車怠速在800轉(zhuǎn)/分左右, 也就是說在任何情況下,出現(xiàn)共振轉(zhuǎn)速都在發(fā)動機運行的轉(zhuǎn)速范圍以外,只有在發(fā)動機剛起動和停機時才會越過共振轉(zhuǎn)速,這也是常見汽車發(fā)動機起動和停機時振幅特別厲害的原因。當然,如果采用高扭矩起動機和提高起動機的轉(zhuǎn)速,調(diào)整發(fā)動機裝置緩沖器,也會使共振振幅盡可能地縮小?! ‰p質(zhì)量飛輪的次級質(zhì)量與變速器的分離和結(jié)合由一個不帶減振器的剛性離合器盤來完成,由于離合器沒有了減振器機構(gòu),質(zhì)量明顯減小。減振器組裝在雙質(zhì)量飛輪系統(tǒng)中,并能在盤中滑動,明顯改善同步性并使換檔容易。 雙質(zhì)量飛輪是當前汽車上隔振減振效果最好的裝置。因此上世紀90年代以來在歐洲得到廣泛推廣,已從高級轎車推廣到中級轎車,這與歐洲人喜歡手動檔和柴油車有很大關(guān)系。眾所周知,柴油機的振動比汽油機大,為了使柴油機減少振動,提高乘坐的舒適性,現(xiàn)在歐洲許多柴油乘用車都采用了雙質(zhì)量飛輪,使得柴油機轎車的舒適性可與汽油機轎車媲美。在國內(nèi),一汽大眾的寶來手動檔轎車也率先采用了雙質(zhì)量飛輪。
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