下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
主要由弹性元件（减振弹簧或橡胶）和阻尼元件（阻尼片）等组成的扭转减振器是汽车离合器中的重要部件之一，其中弹性元件主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶（通常为三阶）固有频率，改变系统的固有振型，可有效避开发动机转矩主谐量激励引起的激励作用；阻尼元件的主要作用是有效耗散振动能量。因此扭转减振器具有以下功用：
1）降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，从而降低传动系扭振固有频率。
2）增加传动系扭转阻尼，抑制扭转共振相应的振幅，并衰减因冲击产生的瞬态扭振。
3）控制动力传动总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消除变速器怠速噪声和主减速器、变速器的扭振及噪声。
4）在非稳定工况下，缓和传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的接合平顺性。
如今，汽车上一般都采用带扭转减振器的离合器，扭转减振器主要是用来避免汽车传动系统的共振、缓和冲击，从而降低噪声，延长传动系统零件的使用寿命，提升汽车行驶的舒适性。从动片、从动盘毂、摩擦片、减振盘和减振弹簧等是扭转减振器的主要部件。由图2-13可以看出，摩擦片（1、13）用铆钉（14、15）铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。从动片5用限位销7和减振盘12铆在一起。这样，摩擦片、从动片和减振盘三者就被连在一起。在从动片5和减振盘12上圆周切线方向开有6个均布的长方形窗孔，在在从动片和减振盘之间的从动盘毂8法兰上开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧11。在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来，在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片6、9。当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片所吸收。
图2-13 扭转减振器结构图
1、13—摩擦片 2、14、15—铆钉 3—波形弹簧片 4—平衡块 5—从动片 6、9—减振摩擦片 7—限位销 8—从动盘毂 10—调整垫片 11—减振弹簧 12—减振盘
主要决定减振器减振效果的是减振器的扭转刚度 k φ 和阻尼摩擦元件间的阻尼摩擦转矩 T μ 。其他设计参数还包括极限转矩 T j 、预紧转矩 T n 和极限转角 φ j 等。离合器从动盘上扭转减振器的性能参数计算如下：
1）确定发动机飞轮处激振力矩谐量和发动机工作转速范围的频谐。
2）选择车辆传动系动力学计算模型，写出计算模型的运动方程，并确定计算模型中有关车辆的惯性参数和弹性参数，同时要对扭转减振器的特性进行初步估计。
3）找出简化模型在各档下的固有频率和振型，把它和激振频率作比较，由此确定在各档下发动机工作转速范围内出现共振的可能性。
4）选择不同的摩擦力矩，使用计算机根据计算模型作数值模拟计算，确定最佳摩擦力矩。依据是，考虑在各档下发动机的所有工况，在变速器输入轴上的弹性力矩幅值最小。
5）确定预紧力矩。
6）有摩擦力矩、极限力矩和预紧力矩，确定减振弹簧的布置尺寸及几何尺寸，确保减振弹簧有足够的使用寿命。
（1）极限转矩 T j
极限转矩是指减振器在消除限位销从动盘毂缺口之间的间隙 Δ 1 时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。它受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机转矩有关，一般可以取
式中，商用车系数取1.5；乘用车系数取2.0。
（2）扭转刚度 K φ
扭转减振器的角刚度是指离合器从动片相对于其从动盘毂转1圈所需的转矩值。合理选择减振器的扭转刚度 K φ 可以有效避免共振现象生在发动机常用转速范围内。 K φ 取决于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸。设减振弹簧分布在半径为 R 0 的圆周上，当从动片相对从动盘毂转过 φ 弧度时，所需加在从动片上的转矩为
式中， T 为使从动片相对从动盘毂转过 φ =0.07弧度所需加的转矩（N·m）； K 为每个减振弹簧的线刚度 m ； Z j 为减振弹簧个数； R 0 为减振弹簧位置半径。
设计时，可按经验初选 K φ 为
（3）阻尼摩擦转矩 T μ
受结构及发动机最大转矩的限制，减振器扭转刚度 k 不可能很低，因此很难避免共振现象出现在发动机转速范围内。减振器的阻尼装置可减小共振振幅，并尽快衰减振动，但需对阻尼装置的摩擦力矩做出合理的选择，尽量保证系统扭转振动的振幅为最小。为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼 T μ ，一般可按下式初选：
（4）预紧转矩 T n
线性特性减振器的减振弹簧在安装时都有一定的预紧转矩。角刚度和极限转角相同时，有预紧转矩的极限转矩比无预紧转矩的要大，能够确保减振器能在较大的转矩范围内工作；当极限转矩和极限转角相同时有预紧转矩的减振弹簧角刚度较低。 T n 增大时，共振频率将随之减小，这是有利的。但是 T n 不应大于 L 。否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取
（5）减振弹簧的位置半径 R 0
R 0 的尺寸应尽可能大些，一般取
（6）减振弹簧个数 Z j
Z j 选取参照表2-6。
表2-6 减振弹簧个数的选取
（7）减振弹簧的总压力
当限位销与从动盘毂之间的间隙 Δ 1 或 Δ 2 被消除，减振弹簧的转矩达到最大值 T j 时，减振弹簧受到的压力 F Σ 为
（8）极限转角 φ j
减振器从预紧压力 T n 增加到极限转矩 T j 时，从动片相对于从动盘毂的极限转角 φ j 为
式中，Δ l 为减振弹簧的工作变形量。
不能使发动机、变速器振动系统的固有频率降低到怠速以下，是现有从动盘减振器的主要缺点，因此并不能有效遏制怠速时的共振；在发动机实用转速1000～2000r/min范围内，很难通过降低减振弹簧刚度获得更有效的减振。
近年来，汽车上多应用一种双质量飞轮减振器（图2-14），它主要由第一飞轮1、第二飞轮2与扭转减振器11组成。第一飞轮1与连接盘9以螺钉10紧固在曲轴凸缘8上，并以滚针轴承7和球轴承5支承在与离合器盖总成3紧固的第二飞轮2的短轴6上，在从动盘4中没有减振器。
图2-14 双质量飞轮减振器
1—第一飞轮 2—第二飞轮 3—离合器盖总成 4—从动盘 5—球轴承 6—短轴 7—滚针轴承 8—曲轴凸缘 9—连接盘 10—螺钉 11—扭转减振器
双质量飞轮减振器具有以下优点：
1）对发动机、变速器振动系统的固有频率有降低作用，有效遏制在怠速转速时的共振。
2）能够增大减振弹簧的位置半径，降低减振弹簧刚度 K ，并允许增大转角。
3）因为双质量飞轮减振器具有较好的减振效果，在变速器中可采用黏度较低的齿轮油而不致产生齿轮冲击噪声，并可改善寒冷天气下的换档质量。而又因从动盘没有减振器，转动惯量较小，这也有利于提高换档速度。
但它也会因为减振弹簧位置半径较大，高速时受到较大离心力的作用，使减振弹簧中段横向翘曲而鼓出，与弹簧座接触产生摩擦，使弹簧磨损严重，甚至引起早期损坏。
双质量飞轮减振器主要适用于发动机前置后轮驱动，转矩变化较大的柴油汽车中。