《发动机双质量飞轮》PPT课件
LuK双质量飞轮介绍
赫尔佐根奥拉赫/布尔/伍珀塔尔变速箱的喧杂噪声，变速箱使用寿命的降低、驾驶舒适性的严重受损、以及旅行中产生的一些噪声使人们无法在汽车中交谈，这些都是没有对扭转振动隔振造成的，如果动力传动系统中没有减振的零部件，汽车行业必须会面临这些问题。
庆祝LuK发明双质量飞轮25周年25年的阻尼振动赫尔佐根奥拉赫/布尔/伍珀塔尔变速箱的喧杂噪声，变速箱使用寿命的降低、驾驶舒适性的严重受损、以及旅行中产生的一些噪声使人们无法在汽车中交谈，这些都是没有对扭转振动隔振造成的，如果动力传动系统中没有减振的零部件，汽车行业必须会面临这些问题。
引起扭转振动的原因是四冲程内燃发动机的周期运动，加上汽缸的顺序点火，带来了曲轴转动的不规则性。
动力传动系统所具有的特征固有频率，又会把发动机产生的不规则转动转化为扭转振动。
八十年代出现的对动力传动系统内部摩擦阻力优化及传动效率提升的研发趋势增加了扭转减振的要求。
但是，在20多年前先进的直喷柴油发动机才真正地对研发人员提出了新的挑战。
当发动机的扭矩不断提升，同时传动系统的不断优化，我们称之为“变速箱敲齿噪声”也越来越严重。
特别是高扭矩柴油发动机的激励产生的扭转振动更会引起车身的轰鸣声。
由此，通过找到减小扭转振动的解决方案，而消除这些令人不快的问题成为汽车工程师们的一项重要任务。
直到1985年，舍弗勒集团的成员，离合器和变速箱领域的专业厂家LuK公司发明的双质量飞轮（DMF）得以批量生产，在此之前，通常采用离合器从动盘对传动系统进行扭转减振。
双质量飞轮的使用对传动系统振动和噪声的减小设定了新的标准。
它与传统系统中安装在发动机和变速箱之间的刚性飞轮不同，新系统的飞轮被一分为二。
自从发明了双质量飞轮，发动机侧的第一质量和变速箱侧的第二质量被分离开来，它们通过一个弹簧减振系统彼此相联。
双质量飞轮的核心零部件是弧形弹簧。
它比传统的从动盘减振器所采用的弹簧要长很多，因此它的隔振效果更好。
LuK双质量飞轮首次将传动系统的共振转速降低到怠速转速以下，也因此确保了对发动机产生的扭转振动的隔振效果。
双质量飞轮简介
离合器扭振减震(jiǎn zhèn)性的局限性
• 离合器系统重要功用有两个：1、起步、换挡时动力结合和切断。2、降低因发动机的不均
衡性而引起的传动系中的扭转振动。 • 离合器中带抑制扭振的弹簧减振器，发动机飞轮和变速器之间通过扭振减振器传递扭矩并达到(dá dào)减振
目的.但该扭振减震器无法将整个动力传递系统的固有频率降低到发动机怠速以下，因此在整个发动机运行 过程中仍然存在着共振。 • 由于扭转减振器弹簧安装半径限制 和传递扭矩需要，在实际设计中很难 通过降低弹簧刚度来减少扭振。
13、内弧形弹簧 ； 14、弹簧导轨。
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双质量(zhìliàng)飞轮典型应用
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在动力(dònglì)传动系统中的安装
可在基本不改变发动机、变速箱原有状
态的情况下增加(zēngjiā)双质量飞轮
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双质量飞轮(fēilún)优势概述
• 扭振隔振 双质量飞轮最总要的特性就是，几乎使发动机曲轴的扭振完全与变速箱隔
• 1997年按照发动机排量和汽油机／柴油机分级的各种发动机中采用双质量飞 轮的比例。排量超过2L的发动机，尤其是汽油机，基本上都装备了双质量飞轮。中等 排量的发动机采用双质量飞轮比较晚一些。而排量小于1.6L的发动机采用双质量飞轮者
更是少见。
• 2004年鲁克公司的双质量飞轮产、销量约为500万件。
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双质量(zhìliàng)飞轮及其作用
由于次级质量能在不增加飞轮的惯性矩的前提(qiántí)下提高传动系的惯性矩，而使共振转速下 降到怠速转速以下。也就是说在任何情况下，出现共振转速都在发动机运行的转速范围以外，只 有在发动机刚起动和停机时才会越过共振转速，这也是常见汽车发动机起动和停机时振动特别厉 害的原因。 双质量飞轮的次级质量与变速器的分离和结合由一个不带减振器的刚性离合器盘来完成， 由于离合器没有了减振器机构，质量明显减小。减振器组装在双质量飞轮系统中，并能在 盘中滑动，明显改善同步性并使换档容易。
双质量飞轮工作原理
双质量飞轮工作原理双质量飞轮是一种用于汽车发动机的动力传输系统，它可以提高发动机的性能和燃油经济性。
在这篇文章中，我们将深入探讨双质量飞轮的工作原理，以及它是如何影响发动机性能的。
首先，让我们来了解一下传统的单质量飞轮是如何工作的。
在汽车发动机中，发动机的输出轴通过离合器和变速箱连接到传动系统。
传统的单质量飞轮安装在发动机的输出轴上，它的作用是平衡发动机的振动和提供一定的惯性负载，以便顺利地传递动力到传动系统。
然而，随着汽车发动机的性能不断提高，传统的单质量飞轮已经无法满足发动机的需求。
因此，双质量飞轮应运而生。
双质量飞轮由两个质量不同的部分组成，其中一个部分连接到发动机输出轴，另一个部分连接到离合器和变速箱。
两个部分之间通过一组弹簧和减震器连接在一起。
双质量飞轮的工作原理如下，当发动机产生扭矩时，发动机输出轴上的部分会产生一定的角加速度，而连接到离合器和变速箱的部分则会产生相对滞后的角加速度。
这种相对滞后的运动会导致弹簧和减震器产生一定的变形，从而吸收和减缓发动机输出的冲击力。
这样一来，双质量飞轮就可以平衡发动机的振动，减少传动系统的冲击负荷，提高传动系统的寿命。
此外，双质量飞轮还可以提供额外的惯性负载，使发动机在换挡时更加平稳。
在高速行驶时，双质量飞轮可以提供更大的惯性负载，使发动机更加稳定，提高燃油经济性。
总的来说，双质量飞轮通过其独特的工作原理，可以提高发动机的性能和燃油经济性，减少传动系统的冲击负荷，延长传动系统的使用寿命。
因此，它已经成为现代汽车发动机的重要组成部分，受到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，读者们对双质量飞轮的工作原理有了更加深入的了解。
双质量飞轮技术要求及试验方法
双质量飞轮技术要求及试验方法双质量飞轮技术是一种利用两个质量不同的飞轮来存储和释放机械能的技术。
其中一个飞轮质量较大，用于存储机械能；另一个飞轮质量较小，用于调节和平衡系统。
这种技术可以提高能量存储密度、延长系统运行时间、提高系统动态性能等。
1.飞轮质量要求：大质量飞轮的质量应符合需求，以满足所需的机械能存储量；小质量飞轮的质量应根据姿态调节系统的需求来进行设计和选择。
2.飞轮速度要求：飞轮的设计转速应满足系统的动力需求，同时要考虑系统的稳定性和安全性。
即使在高速旋转的条件下，飞轮也必须具备足够的安全性。
3.飞轮材料要求：飞轮的材料应具备足够的强度和刚度，能够承受高速旋转条件下的受力和振动。
材料的选择应兼顾其疲劳寿命、耐磨性和热稳定性等方面的要求。
4.飞轮平衡要求：由于双质量飞轮技术需要同时旋转两个飞轮，因此飞轮的平衡是十分重要的。
对于大质量飞轮，需要进行精确的动平衡和静平衡处理，以减小系统振动和噪声；对于小质量飞轮，也需要进行合适的平衡处理，以保证系统的稳定性和准确性。
5.飞轮传动要求：飞轮的传动系统应具备足够的可靠性和高效性，以确保机械能的存储和释放过程中能够达到良好的能量转换效率。
传动系统的设计和选择应根据具体的应用场景和系统要求来进行。
1.飞轮动平衡试验：对大质量飞轮进行动平衡试验，以消除不平衡质量对系统带来的振动和噪声；试验中可以采用动平衡仪等仪器设备来进行测试和分析。
2.飞轮静平衡试验：对大质量飞轮进行静平衡试验，以消除不平衡质量对系统带来的姿态偏差和不稳定性；试验中可以采用静平衡仪等仪器设备来进行测试和调整。
3.飞轮速度试验：对飞轮进行速度试验，以验证其设计转速和运行安全性；试验中可以使用转速表等仪器设备来进行测量和分析。
4.飞轮强度试验：对飞轮的材料和结构进行强度试验，以验证其能够承受高速旋转条件下的受力和振动；试验中可以采用载荷试验机等仪器设备来进行测试和分析。
5.飞轮传动试验：对飞轮的传动系统进行试验，以验证其可靠性和高效性；试验中可以模拟实际工况条件进行测试和分析。
双质量飞轮
双质量飞轮是上世纪80年代末在汽车上出现的新配置，英文缩写称为DMFW （double mass flywheel）。
它对于汽车动力传动系的隔振和减振有很大的作用。
提到双质量飞轮，首先要弄清楚飞轮及有关扭转振动的知识。
发动机后端带齿圈的金属圆盘称为飞轮。
飞轮用铸钢制成，具有一定的重量（汽车工程称为质量），用螺栓固定在曲轴后端面上，其齿圈镶嵌在飞轮外缘。
发动机启动时，飞轮齿圈与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转起动。
许多人以为，飞轮仅是在起动时才起作用，其实飞轮不但在发动机起动时起作用，还在发动机起动后贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性，同时将发动机动力传递至离合器.我们知道，四冲程发动机只有作功冲程产生动力，其它进气、压缩、排气冲程是消耗动力，多缸发动机是间隔地轮流作功，扭矩呈脉动输出，这样就给曲轴施加了一个周期变化的扭转外力，令曲轴转动忽慢忽快，缸数越少越明显。
另外，当汽车起步时，由于扭力突然剧增会使发动机转速急降而熄火。
利用飞轮所具有的较大惯性，当曲轴转速增高时吸收部分能量阻碍其降速，当曲轴转速降低时释放部分能量使得其增速，这样一增一降，提高了曲轴旋转的均匀性。
当发动机等速运转时，各缸作用在曲轴上的扭转外力是周期变化的，因此曲轮相对于飞轮会发生强迫扭转振动，同时由于曲轴本身的弹性以及曲轴、平衡块、活塞连杆等运动件质量的惯性作用，曲轴会发生自由扭转振动，这两种振动会产生一种共振。
因此有些发动机在其扭转振幅最大的曲轴前端加装了扭转减振器，用橡胶、硅油、或者干摩擦的形式，吸收能量以衰减扭转振动。
但是，由于汽车传动系的共振取决于传动系中所有旋转圆盘的惯性矩，临界转速越低惯性矩越大，共振也越大。
在离合器上设置扭转减振器存在两个方面的局限性∶一不能使发动机到变速器之间的固有频率降低到怠速转速以下，即不能避免在怠速转速时产生共振的可能；二是由于离合器从动盘中弹簧转角受到限制，弹簧刚度无法降低，减振效果比较差。
《发动机双质量飞轮》PPT课件
II12'''1'2KK((1221))CC(('1'2'2'1))Tsint 1 1sint 2 2sint
可以推导出下面的双质量飞轮式扭转减振器扭转振动的角振幅频率响应关 系式：
T 2 (K I12 jc )K ( K I2 j2 c jc ) (K jc 2 )
图8-１０ 带行星齿轮的ＤＭＦ-ＣＳＳ
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8.4 双质量飞轮式扭转减振器的结构介绍
径向双质量飞轮(ＤＭＦＲＳ)：
径向双质量飞轮扭转减 振器的结构特点在于减振弹簧 为直弹簧，分组安装在由减振 器侧板、从动板组成的沿飞轮 径向的弹簧室中，其侧板和从 动板通过两个传动销分别与飞 轮的第一质量、第二质量相连， 如图８-１１ 所示。
图８-２ 离合器从动盘式扭转减振器与双质量飞轮式扭转
减振器结构比较示意图
１-第一质量 ２-减振器 ３-第二质编辑量ppt
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8.2 双质量飞轮扭转减振器的基本功能和要求
与传统离合器从动盘式扭转减振器相比，效果明显，具体如下： (１)传递特性。由试验测定结果可知，双质量飞轮式扭转减振器同时达到 了减少在发动机实用转速区域内的转速波动与抑制共振两个目的。 (２)减少空载噪声。双质量飞轮式扭转减振器减少空载噪声的效果良好。 与传统的离合器从动盘式扭转减振器相比，可以大幅度地减少转速波动，改善 空载噪声。 (３)减少加速时转速波动。经测试可知双质量飞轮式扭转减振器与传统的 离合器从动盘式扭转减振器相比在改善加速时噪声方面，大幅度地减少了转速 波动，从而大大地减少了手动变速器的振动。
ＣＳ 减振器设计中的关键和难点。
双质量飞轮工作原理
双质量飞轮工作原理双质量飞轮是现代汽车中常见的技术，它们被设计用来吸收发动机和传动系统之间的横向阻尼，提高行车舒适度并降低噪音和振动。
本文将介绍双质量飞轮的工作原理以及其在汽车系统中的应用。
一、双质量飞轮的构成双质量飞轮由两个质量不等的部分组成，主要包括两个摆轮和一个弹簧系统。
第一个摆轮直接与发动机主轴相连，第二个摆轮则与离合器盘相连。
这些部件通过弹簧系统连接在一起，这使得双质量飞轮能够在转速发生改变时吸收发动机的振动。
二、如何工作？双质量飞轮的工作原理可简单概括为：将发动机转动的力转化为惯性力，从而减少发动机的振动和噪音。
当发动机运转时，它会产生一些振动，这些振动在转速改变时尤为明显。
例如，当离合器离合时，发动机会扭曲，并产生噪音和震动。
这些振动对汽车的行驶舒适度和可靠性都具有负面影响。
但是，当双质量飞轮的弹簧系统被激活时，发动机的振动和扭矩可以被缓解。
这是因为当发动机负荷增加时，第二个摆轮在弹簧的作用下会放松，同时，当负荷减少时，第二个摆轮会开始旋转。
这些旋转和移动会产生更稳定的运动，并减小发动机的噪声和振动。
三、双质量飞轮的优势1. 降低噪音和振动由于双质量飞轮可以有效地吸收发动机的振动和扭矩，因此它可以显著地提高汽车的行驶舒适性。
当负荷减轻或转速改变时，其弹簧系统可以有效减少发动机震动和噪声。
2. 改善动力输出由于双质量飞轮能够更好地吸收和转移发动机的动力，因此它能够改善动力输出。
这在高速行驶或加速时特别好。
3. 延长离合器寿命由于双质量飞轮的构造，使得它能够在启动和停止过程中减少离合器与发动机之间的摩擦，从而延长离合器的使用寿命。
4. 提高燃油经济性双质量飞轮能够转移更多的功率，从而提高燃油经济性。
这意味着它能够让汽车油耗更小。
四、双质量飞轮的不足1. 维修成本高双质量飞轮是零售价格昂贵的车部件。
当需要更换时，需要使用特殊的工具和技能，这会增加维修成本。
2. 重量较重双质量飞轮的重量比传统飞轮重，这会增加整个汽车系统的重量，对燃油经济性产生不利影响。
曲轴飞轮组幻灯片PPT课件
2、安装要求：
1)、飞轮是高速旋转件，因此，要进行精确地平衡校准， 平衡性能要好，达到静平衡和动平衡。 2)、飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验， 在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮 与曲轴之间应有严格不变的相对位置。
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总结
• 曲轴飞轮组的各组成及其作用 • 四缸发动机的曲拐布置和工作顺序 • 飞轮的功用
四缸发动机四个曲拐布置在同一平面内。1，4缸在上，2，3缸 在下，互相错开180°，其发火顺序的排列只有两种可能，即为1-34-2或为1-2-4-3，
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（3）直列六缸发动机 曲拐对称布置 于三个平面 内。 相邻作功气缸 的曲拐夹角为 7200/6=1200。
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四行程六缸机工作循环
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（2）四缸发动机的曲拐布置与工作顺 序
1）曲拐布置
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四缸四行程发动机的发火间隔角为720°/4＝180°，可使曲轴获 得均匀的转速。对于每一个气缸来说，其工作过程和单缸机完全相 同。多缸发动机的工作顺序(发火顺序)就是各缸完成同名行程的次
序。 四缸四行程的发火顺序和曲拐布置
柴油机一般 多采用此种 支撑方式
缩短了曲轴的长
度，使发动机总
非全支承曲 轴
体长度有所减小
主轴承载荷较 大
承受载荷较 小的汽油机 可以采用此 种方式
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2）连杆轴颈
连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，通过 曲柄与主轴颈相连直列发动机的连杆轴颈数目 和气缸数相等。V型发动机的连杆轴颈数等于 气缸数的一半。
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１）、曲轴的支承方式
主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主 轴承座中。 曲轴的支承方式一般有两种，一种是全支承曲轴, 另一种是非全支承曲轴。
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图８-１ 双质量飞轮减振器的基本结构
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8.2 双质量飞轮扭转减振器的基本功能和要求
作为对离合器从动盘式扭转减振器的继承和发展，双质量飞轮式扭转减振 器的具体结构虽不尽相同，但都应由第一质量、第二质量和扭转减振器等三部 分组成。第一质量与发动机曲轴输出端法兰盘相连接，第二质量通过一个轴承 (一般为深沟球轴承)安装在第一质量上，第二质量上又安装有离合器壳等。 第 一、第二质量之间通过减振器相连，工作时它们之间有相对转动。图８-２ 所 示为离合器从动盘式扭转减振器与双质量飞轮式扭转减振器结构比较示意图。
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8.3 双质量飞轮扭转减振器工作原理
与采用整体型飞轮相比，采 用双质量飞轮式扭转减振器对降 低动力传动系的扭转振动有着十 分显著的效果。通过对双质量飞 轮式扭转减振器的扭转特性进行 最佳的选择和优化，确定其相应 的结构性能参数，可以使发生扭 转共振现象时的发动机转速下降 到实际使用的工作转速范围以下， 也即是发动机怠速转速范围以下， 从而确保双质量飞轮式扭转减振 器对发动机的变动转矩的激励达 到较理想的吸收能力。
图８-２ 离合器从动盘式扭转减振器与双质量飞轮式扭转
减振器结构比较示意图
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8.2 双质量飞轮扭转减振器的基本功能和要求
与传统离合器从动盘式扭转减振器相比，效果明显，具体如下： (１)传递特性。由试验测定结果可知，双质量飞轮式扭转减振器同时达到 了减少在发动机实用转速区域内的转速波动与抑制共振两个目的。 (２)减少空载噪声。双质量飞轮式扭转减振器减少空载噪声的效果良好。 与传统的离合器从动盘式扭转减振器相比，可以大幅度地减少转速波动，改善 空载噪声。 (３)减少加速时转速波动。经测试可知双质量飞轮式扭转减振器与传统的 离合器从动盘式扭转减振器相比在改善加速时噪声方面，大幅度地减少了转速 波动，从而大大地减少了手动变速器的振动。
普通高等教育规划教材
QICHE XINJISHU
汽车新技术（第二版）史 编 著2021/1/10
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章
汽车发动机 自动变速器 转向 悬架 制动 汽车NVH
第7章 第8章 第9章 第10章 第11章
发动机液压悬置 发动机双质量飞轮 车身 汽车轻量化 智能汽车
图８-４ 两种减振器输出端的扭转幅值比较
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8.4 双质量飞轮式扭转减振器的结构介绍
图８-５ 双质量飞轮扭转减振器的分类
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8.4 双质量飞轮式扭转减振器的结构介绍
周向长弧形螺旋弹簧双质量飞轮
(ＤＭＦ-ＣＳ)：
周向长弧形螺旋弹簧双质量飞轮
(ＤＭＦ-ＣＳ)是目前世界上最具有代
根据双质量飞轮式扭转减振器的扭转系统简化模型，可以对其建立出如下 的系统受迫振动微分方程组：
II12'''1'2KK((1221))CC(('1'2'2'1))Tsint 1 1sint 2 2sint
可以推导出下面的双质量飞轮式扭转减振器扭转振动的角振幅频率响应关 系式：
T 2 (K I12 jc )K ( K I2 j2 c jc ) (K jc 2 )
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8.2 双质量飞轮扭转减振器的基本功能和要求
双质量飞轮扭转减振器的优点：
(１)可以降低发动机——变速器振动系统的固有频率fc，以避免发动机处 于怠速时发生共振。系统固有频率fc按两个自由度系统可表达为:
fc
1
2
K(J1 J2) J1J2
(２)可以加大减振弹簧的安装半径，降低减振弹簧刚度，并容许增大转角。
图８-３ 双质量飞轮扭转系统物理模型
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8.3 双质量飞轮扭转减振器工作原理
整体型飞轮的扭转特性分析如下。 建立如下的受迫振动微分方程组：
I01 1
T sint sint
由上面的振动方程组可以很容易得出整体型飞轮的扭转振动的角振幅频率
响应关系式：
1 T
1
I02
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8.3 双质量飞轮扭转减振器工作原理
2021/1/10
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第8章 发动机双质量飞轮
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8.1 概述 8.2 双质量飞轮扭转减振器的基本功能和要求 8.3 双质量飞轮扭转减振器工作原理 8.4 双质量飞轮式扭转减振器的结构介绍
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8.1 概述
双质量飞轮是２０ 世纪８ ０ 年代末在汽车上出现的一种 新配置，英文缩写称为ＤＭＦ ( ｄｏｕｂｌｅ ｍａｓｓ ｆｌ ｙ-ｗｈｅｅｌ)。它对于汽车动 力传动系统的隔振和减振有很 大的作用。双质量飞轮是当前 汽车上隔振减振效果最好的装 置。
(３)在变速器中可以采用黏度较低的ＳＡＥ８０ 号齿轮油而不致产生齿轮
冲击噪声，并可改善冬季的换挡过程。
(４)可以尝试着使用其他形式的弹性和阻尼，如液力阻尼、橡胶弹簧等，
以期达到最佳减振效果。
(５)改善传动系统的布置，延长传动系统零部件寿命。
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8.2 双质量飞轮扭转减振器的基本功能和要求
双质量飞轮扭转减振器的缺点： (１)结构较离合器从动盘式复杂，加工制造困难且成本高。 (２)减振弹簧分布半径增大，在发动机高速转动下，弹簧径向的离心力和 切向的变形量增加，使弹簧的磨损加剧。 原因如下： (１)由于飞轮上靠近中心的位置用于安装与曲轴法兰盘连接的螺栓和支撑 第二质量的轴承了，因此减振器弹簧在径向上向外移动了一定距离，使分布半 径变大，因而，在同样的转速下意味着弹簧要承受更大的离心力。 (２)在同样的转速下，由于半径增大，弹簧在切向上的运动量也会加大， 这也会加大弹簧的磨损速度。 (３)为了适应双质量飞轮式扭转减振器的功能要求,双质量飞轮式扭转减振 器要吸收更大的转速波动,这也会导致弹簧运动量加大而加速弹簧的磨损。
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8.3 双质量飞轮扭转减振器工作原理
双质量飞轮式扭转减振器的实质在于:一方面由弹簧扭转减振系统，来吸 收发动机输出转矩中所包含的变动转矩成分，将平均化的转矩传递给变速器， 衰减扭转与振动有关的振动和噪声;另一方面，通过将飞轮分成不同质量的两 块，使整个动力传动系统的固有频率大大降低，从而使发动机的工作转速范围 避开共振区。