轿车双质量飞轮动力特性研究(2)

武汉理工大学博士学位论文

摘要

汽车动力传动系统是一个多自由度的扭转振动系统，其扭振与噪声影响了汽车的安全性与舒适性，其中发动机转速与扭矩的波动是动力传动系统的扭振激励的主要因素。由于传统的离合器从动盘式扭振减振器受限于空间结构，减振效果有限。双质量飞轮作为一种新型扭振减振器，具有良好的减振性能，在国外得到了越来越广泛的应用。国内在此领域仍处于理论研究阶段。

通过对双质量飞轮国内外的研究成果以及发展趋势的分析，以周向长弧形弹簧式双质量飞轮为研究对象，在双质量飞轮转动惯量分配、各级扭转刚度取值以及长弧形弹簧弹性特性方面进行了深入研究。

首先，根据汽车动力传动系统的扭振当量原则与方法，分别建立了怠速工况与正常行驶工况下发动机、双质量飞轮以及传动系统的无阻尼多自由度扭振当量模型。在系统扭振模型的基础上，根据机械动力学与双质量飞轮的弹性特性，建立了双质量飞轮的设计模型，即第ｌ阶设计模型、第２阶设计模型。

其次，在双质量飞轮设计模型的基础上，分析了双质量飞轮转动惯量系数、扭转刚度、变速器与系统扭振频率的关系。进而，提出了双质量飞轮转动惯量系数、第１级扭转刚度的设计方法以及双质量飞轮与变速器匹配的方法。通过对周向长弧形弹簧安装形式的分析，推导出第２级扭转刚度与第１级扭转刚度的关系，从而得到第２级扭转刚度的设计方法。同时，提出了在正常行驶工况下优化第１、２级扭转刚度的原则与方法。在完成扭转刚度设计后，针对长弧形弹簧的结构特点，采用离散化方法对长弧形弹簧的弹性特性进行分析，推导出了长弧形弹簧的弹性特性公式，并讨论了其适用条件。

第三，利用双质量飞轮怠速实验与静刚度实验验证双质量飞轮设计模型与设计理论的正确性。利用该设计方法，为ｖＭ柴油发动机匹配周向长弧形弹簧式力传动系统的固有频率与扭振振型的分析，研究双质量飞轮的固有扭振特性。

最后，利用ＶＣ＋＋编程语言，将双质量飞轮设计理论与固有扭振特性分析方法集成到双质量飞轮设计与分析软件系统，具有较大的实用价值。

关键词：双质量飞轮，固有特性，周向弧形弹簧，弹性特性，转动惯量系数双质量飞轮，并通过动力学仿真验证其工作性能。同时，通过对双质量飞轮动