摩擦式双级分段变刚度汽车双质量飞轮设计理论研究及应用

提出基于摩擦的双级分段变刚度汽车双质量飞轮的设计理论,实现了兼顾低转速、低转矩小扭转角下具有小刚度的柔性和大扭转角时具有高反抗转矩和大刚度的设计要求。分析所提出的摩擦式双级分段变刚度双质量飞轮结构及工作原理;对所能实现的二级过载保护的结构实现进行剖析;导出摩擦式双级分段变刚度双质量飞轮转矩特性的数学力学模型;试验表明,转矩特性的测试结果与所构建模型的仿真分析基本一致;研究扭转刚度对传动系一、二阶共振转速的影响;将利用摩擦实现增大转矩和过载保护的理念引入双质量飞轮的设计,为高性能双质量飞轮产品的开发提供了设计思路,揭示出引入摩擦的双级分段变刚度双质量飞轮减振器优良减震的内在本质。     

引入摩擦的周向短弹簧汽车双质量飞轮分析模型及扭振固有特性

首次将摩擦引入周向短弹簧汽车双质量飞轮的转矩和转角关系的分析计算,获得了与测试结果基本一致的转矩特性曲线的力学模型。由所建立的发动机—双质量飞轮式扭振减振器—传动系的动力学模型,分析各参数对系统固有频率的影响。将利用摩擦实现增大转矩和过载保护的理念引入双质量飞轮的设计,为高性能双质量飞轮的产品的开发提供设计思路,揭示引入摩擦的双质量飞轮减振器优良减振的内在本质。得到考虑摩擦特性的分析模型更具真实性和更有利于提高产品的减振性能的结论,以及使共振转速完全被隔离在发动机的工作转速之外,可通过调整双质量飞轮的扭转刚度k1和初级飞轮转动惯量J1及次级飞轮转动惯量J2而实现,增加J1而减小J2对避免共振的产生是有利的。     

汽车三级分段变刚度双质量飞轮非线性振动研究

分析了三级分段变刚度双质量飞轮（DMF）刚度随扭转角变化的特征,考虑刚度非线性因素建立了搭载DMF的汽车传动系非线性扭转振动模型和对应的微分方程,采用平均法和Runge-Kutta数值积分方法编制算法程序,推导和分析扭转角非线性频率特性近似解析解,并对不同转矩频率下的强迫振动响应进行仿真分析,以进一步探究三级分段变刚度DMF在传动系统中的非线性振动特性。     

汽车双质量飞轮模拟装置的扭振特性试验

基于新型扭振减振器双质量飞轮扭振特性的研究,设计并建造了一种以变频器及扭振电动机为扭振激励源的双质量飞轮扭振特性模拟试验装置。该装置具有扭振激励、工作转速可调范围大,信号采集及处理方便的特点,能满足不同工况下双质量飞轮的测试要求,可有效降低实车检测的危险,提高测试效率。介绍了试验装置的设计原理和结构组成,并基于该装置对双质量飞轮空载、加载及卸载工况进行了扭振特性试验,分析了双质量飞轮主、副飞轮扭角振幅的变化情况。试验结果表明:空载工况下,怠速时电动机主轴端振动角度较大且存在多级共振;在发动机启停阶段和怠速时双质量飞轮起到隔振的效果,将共振转速降低到怠速转速以下;负载工况下,双质量飞轮起到减振的效果,使轴系的扭角幅值降低一半,减振后共振扭角约为0.005 rad。     

周向长弧形弹簧双质量飞轮静刚度理论模型研究

以弧形弹簧自身变螺旋角的特征为基础建立了周向长弧形弹簧双质量飞轮静刚度理论模型。基于弧形弹簧曲线方程,根据弧形弹簧螺旋角成周期变化的特点,结合相关力学理论推导出弧形弹簧传递扭矩与总变形之间的关系(弹簧静刚度)。应用周向长弧形弹簧双质量飞轮静刚度实验台进行了试验研究,试验结果与理论结果的对比验证了该静刚度理论模型的可行性与准确性;对比多种其他静刚度理论模型,该方法提高了静刚度计算精度。     

基于自锁原理的汽车双质量飞轮安全装置设计研究

结合周向短弹簧汽车双质量飞轮的设计开发,提出基于自锁原理的双质量飞轮安全保护装置,实现在飞轮失效时,能使初级飞轮与次级飞轮自动楔入、自锁联为一体,避免了行车事故的发生,且装置具有结构简单、可靠的特点。通过建立考虑摩擦的力分析模型,导出能确保自锁的形状约束的型线方程,在此基础上,应用Winkler弹性理论,构建出基于形状约束的接触力、转矩-扭转角的分析计算模型。应用所提出的理论方法,对2.0 L发动机搭载的双质量飞轮的安全保护装置进行设计,并用有限元法和实际测试进行验证,结果表明,所提出的理论方法和计算模型有较高的符实性。通过分析研究,总结出双质量飞轮安全保护装置的参数确定原则,所提出的设计理论与方法能参考应用于设计实践,拓宽了双质量飞轮的设计理论。     

基于Winkler模型的汽车双质量飞轮型线设计及接触分析

在双质量飞轮中引入摩擦轴承块并对次级飞轮型线改进设计,以提高双质量飞轮在大扭转角时输出的转矩,提升双质量飞轮的搭载能力。根据设计思想,推导出次级飞轮型线方程,基于Winkler弹性基础模型,建立了摩擦轴承块与次级飞轮楔入接触作用的力学分析模型,分析了次级飞轮型线系数对接触压力和接触作用产生的转矩特性的影响,对楔入接触作用进行了有限元分析,并与理论分析计算结果进行对比分析和讨论,研究内容对拓展双质量飞轮设计思路和进一步提高双质量飞轮性能提供了理论基础。     

周向长弧形弹簧式双质量飞轮迟滞非线性扭转特性模型研究

周向长弧形弹簧式双质量飞轮（DMF-CS）的扭转特性是扭转刚度及阻尼作用的综合效果,能更贴切地反映DMF-CS的隔振、阻振特性。对DMF-CS的扭转特性进行仿真分析,获得了不同摩擦因数下的扭转特性迟滞非线性曲线。仿真结果表明其滞回面积随摩擦因数的增大而增大,且以无摩擦时的扭矩曲线为基架。根据仿真分析结果建立了该DMF-CS的迟滞非线性扭转特性模型。进行了该DMF-CS扭转特性试验,应用试验数据对建立的模型进行了参数识别,模型识别结果与试验结果较接近,从而验证了模型的可靠性。     

并联扭转减振器刚度与承载特性研究

隔离动力传动系统运行过程中伴随着的低频扭转振动一直是工程实践中的难题。并联扭转减振器通过在传统扭转减振器中并联一负刚度机构,能够实现减振器扭转刚度的降低,进而能隔离低频振动。对影响并联扭转减振刚度特性的主要因素(负刚度机构中的弹簧预压缩量、刚度比)进行了分析。与周向长弧形弹簧式双质量飞轮(DMF-CS)的第一级刚度进行对比,对正负刚度并联扭转减振器的刚度进行了设计。针对所设计的减振器扭转刚度,对扭转减振器的转矩承载特性进行了分析,得到了扭转减振器最大承载力矩特性。     

汽车双质量飞轮启动工况的仿真分析与研究

汽车双质量飞轮可以有效衰减发动机的扭振,减少输入到变速箱的角加速度,可以使整车的共振转速降到怠速以下,进一步提升整车的NVH特性.但每次整车在启动工况下都要通过共振转速,动力传动系统会产生瞬时超负荷扭矩,从而引起车辆剧烈抖动,导致零件损坏,同时产生启动异响.为了解决双质量飞轮基于整车启动冲击和异响问题,基于AMESim...     

汽车动力传动系双质量飞轮式扭振减振器特性分析

分析几种典型双质量飞轮式扭振减振器的结构,对其工作原理进行详细阐述,着重研究四种典型双质量飞轮式扭振减振器的弹性特性和扭转刚度,对汽车动力传动系双质量飞轮式扭振减振器的选型和设计具有一定的参考价值.     

新型磁流变液多间隙双质量飞轮研究

针对目前磁流变液双质量飞轮装置中普遍存在的刚度突变和可传递阻尼力矩较小的问题,提出了一种具有多工作间隙及可获得良好多级非线性扭转刚度的新型多间隙磁流变液双质量飞轮。通过对其磁感应强度及阻尼力矩进行理论分析,并对其结构设计进行优化,得到优化后结构的磁感应强度分布并实现了阻尼力矩的最大化,进而将磁感应强度和阻尼力矩的计算值与仿真值分别进行对比,最后对其固有特性及受迫振动进行分析。结果表明：新型多间隙磁流变液双质量飞轮有利于改善车辆动力传动系减振效果,不同工况下提供相匹配的输入电流可使减振效果达到最佳,可传递的阻尼力矩远大于普通磁流变液双质量飞轮。研究成果可为新型多间隙磁流变液双质量飞轮的设计提供理论参考。     

双质量飞轮式扭振减振器性能检测试验台的设计

双质量飞轮是一种新型的扭振减振器,能够有效地降低车辆传动系统的扭转振动和噪声.当前国内对双质量飞轮的研究处于起步阶段,尚无成熟的性能检测方法与手段.通过对双质量飞轮减振原理分析,建立了双质量飞轮系统的扭振模型,提出性能检测试验台的设计方法.试验台具有适应性强,试验过程易控制,检测效率高等特点,其应用可有效降低双质量飞轮式扭振减振器实车检测的危险.通过台架试验结果,验证其可以有效检测出传动系统的扭振状况,为双质量飞轮减振效果的评估、双质量飞轮的设计、发动机-动力传动系统参数的匹配性设计提供参考.     

基于YN30高压共轨柴油机曲轴的扭转振动测试分析

针对 YN30高压共轨柴油机,借助于 LabVIEW 软件及硬件平台,设计开发了一套曲轴扭转振动测试分析系统,并通过对发动机曲轴两端瞬时转速信号的同步测量,分析了 YN30柴油机曲轴旋转方向的振动。通过对振动角位移各主谐次的幅值和相位分析,可以获得 YN30发动机不同频率曲轴扭转振动的临界转速为2200和2750 r/min,固有频率为367 Hz,自由端扭振幅值远大于飞轮端扭振幅值,振动节点靠近飞轮端等重要信息,并且验证了该发动机曲轴的设计及相应减振措施的合理性。     

Jeffcott裂纹转子弯扭耦合振动特性分析

以重力决定的开闭裂纹模型为研究对象，导出了固定坐标系下该模型的刚度扭阵，建立了裂纹转子弯扭耦合振动微分方程，并对转子裂纹的升速瞬态响应和影响因素进行了计算机仿真研究。结果表明：升速过程中，弯振存在1／3阶和1／2阶亚谐共振现象，扭振出现1／2阶亚谐共振；在弯扭左耦合区，出现弯扭耦合共振；在亚临界转速区，存在1X，2X和3X等倍频分量的弯振和扭振；影响弯扭耦合振动特性的因素很多，包括裂纹刚度、裂纹夹角、质量偏心和阻尼等。     

城市客车车身结构灵敏度分析及优化

建立了某客车车身骨架的有限元分析模型,利用ANSYS软件就该车的车身骨架对车身扭转刚度和一阶扭转频率的灵敏度进行分析,根据灵敏度分析结果选择设计变量,以车身扭转刚度和一阶扭转频率为状态变量,以车身骨架总质量为目标函数进行优化.