關(guān)于雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)原理介紹及常見(jiàn)失效分析

王博 楊永斌

摘 要：隨著汽車(chē)行業(yè)快速發(fā)展，多數(shù)人對(duì)于汽車(chē)的追求已經(jīng)不只是代步工具，人們追求更多的是整車(chē)舒適性和駕駛樂(lè)趣。傳統(tǒng)手動(dòng)模式離合器從動(dòng)盤(pán)內(nèi)部減震效果無(wú)法滿(mǎn)足人們的追求，雙質(zhì)量飛輪大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的平穩(wěn)性及有效改善整車(chē)共振帶來(lái)的噪音。

關(guān)鍵詞：雙質(zhì)量飛輪；異響；故障分析

中圖分類(lèi)號(hào)： F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）22-189-2

1 雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

雙質(zhì)量飛輪是將常規(guī)的飛輪質(zhì)量分成兩部分，一部分（主動(dòng)飛輪）與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，另一部分（從動(dòng)飛輪）通過(guò)離合器與變速器聯(lián)接，兩級(jí)質(zhì)量之間采用一個(gè)或多個(gè)具有強(qiáng)阻尼效應(yīng)的彈簧/阻尼系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)接，用于降低NVH，見(jiàn)圖一。

雙質(zhì)量飛輪主要零部件及該零部件作用為，見(jiàn)圖二：

①軸承：聯(lián)接主動(dòng)飛輪及從動(dòng)飛輪，使其產(chǎn)二者之間可產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；

②密封片1/2、碗型塞片：密封片密封主飛輪前端面，碗型塞片封堵主飛輪工藝孔，防止液體進(jìn)入主飛輪導(dǎo)致主飛輪內(nèi)油脂沖刷，造成飛輪異響；

③阻尼環(huán)1/2、膜片彈簧：膜片彈簧為阻尼環(huán)提供壓力，阻尼環(huán)在壓緊力作用下產(chǎn)生阻尼；

④減震彈簧：減震彈簧分為H、M、L三級(jí)剛度，分別在發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下組合作用。

1.2 原理

為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的不均衡性而造成傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，傳統(tǒng)上在離合器中采用扭轉(zhuǎn)減振器來(lái)達(dá)到減振目的。但一方面，該扭轉(zhuǎn)減振器無(wú)法將整個(gè)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的固有頻率降低到發(fā)動(dòng)機(jī)怠速以下，因此在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中仍然存在著共振現(xiàn)象；另一方面由于受到扭轉(zhuǎn)減振器彈簧安裝半徑限制和傳遞扭矩需要，在實(shí)際設(shè)計(jì)中很難通過(guò)降低彈簧剛度來(lái)減少扭振，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用轉(zhuǎn)速范圍（1000-2000r/min）之間，難以通過(guò)降低減振彈簧剛度來(lái)得到更大的減振效果。而雙質(zhì)量飛輪將質(zhì)量一分為二，其中的第二質(zhì)量（次級(jí)質(zhì)量）能在不增加飛輪的慣性矩的前提下提高傳動(dòng)系的慣性矩，而使共振轉(zhuǎn)速下降到怠速轉(zhuǎn)速以下。也就是說(shuō)在任何情況下，出現(xiàn)共振轉(zhuǎn)速都在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速范圍以外。

2 雙質(zhì)量飛輪優(yōu)勢(shì)

受發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱自身固有頻率影響，其二者之間在一定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速段產(chǎn)生共振，進(jìn)而影響整車(chē)的NVH性能，圖三所示，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱在1200-1600rpm時(shí)產(chǎn)生共振，導(dǎo)致變速箱轉(zhuǎn)速波動(dòng)兩急劇上升，在此轉(zhuǎn)速段內(nèi)，變速箱易產(chǎn)生敲齒異響，整車(chē)出現(xiàn)共振等問(wèn)題，此時(shí)我們需通過(guò)降低變速箱轉(zhuǎn)速波動(dòng)量或?qū)⒃摴舱駞^(qū)域降低至怠速以下，使其隔離在整車(chē)正常工況以外（啟動(dòng)瞬間），圖四所示。

3 主要特點(diǎn)

3.1 扭振隔振

雙質(zhì)量飛輪幾乎使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的扭振完全與變速箱隔離，尤其能把發(fā)動(dòng)機(jī)低速區(qū)域內(nèi)的不均衡性完全過(guò)濾掉。這樣就給降低怠速轉(zhuǎn)速和使發(fā)動(dòng)機(jī)主要運(yùn)轉(zhuǎn)在低速區(qū)提供了可能性，也因此實(shí)現(xiàn)了整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的提升和噪音降低。

3.2 變速箱減載

由于雙質(zhì)量飛輪降低了輸入軸的不平衡性，因此變速箱由之產(chǎn)生的負(fù)荷和應(yīng)力也隨之降低。雙質(zhì)量飛輪幾乎完全消除了傳統(tǒng)系統(tǒng)中高頻變速器的附加扭矩。既然變速器減小了附加載荷，就可以傳遞較高的靜力扭矩。

3.3 曲軸減載

雙質(zhì)量飛輪的初級(jí)質(zhì)量較傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪質(zhì)量小很多，即轉(zhuǎn)動(dòng)慣量明顯降低，同時(shí)次級(jí)質(zhì)量對(duì)于曲軸的彎曲載荷可以忽略不計(jì)，因此雙質(zhì)量飛輪的慣性力矩給曲軸施加的動(dòng)載荷減少了。

4 常見(jiàn)故障分析

雙質(zhì)量飛輪的常見(jiàn)故障為異響，發(fā)聲源在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器殼體連接處，類(lèi)似金屬敲擊聲：

①發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā)出規(guī)律的“鐺鐺”異響；

②發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/熄火前發(fā)出急促的“鐺鐺”異響；

③行駛過(guò)程中，急加速、減速發(fā)出“唰唰”異響。

故障原因分析：

①主、從動(dòng)飛輪自由轉(zhuǎn)角過(guò)大；正常情況下雙質(zhì)量飛輪主、從動(dòng)之間有自由間隙一般在6°左右，最高不能超過(guò)12°，檢查方法：雙手轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)飛輪觀察與主動(dòng)飛輪之間角度，如果明顯大于12°說(shuō)明雙質(zhì)量飛輪內(nèi)部出現(xiàn)故障，需要進(jìn)行更換處理，見(jiàn)圖五、六。

②雙質(zhì)量飛輪高溫后導(dǎo)致內(nèi)部潤(rùn)滑脂泄露，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致彈簧支架變形，內(nèi)部彈簧銹蝕，車(chē)輛長(zhǎng)期涉水導(dǎo)致潤(rùn)滑脂被水沖蝕稀釋?zhuān)w輪內(nèi)部彈簧銹蝕、斷裂，見(jiàn)圖七、八、九。

③進(jìn)入異物導(dǎo)致飛輪信號(hào)齒磕傷出現(xiàn)異響，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致曲軸位置傳感器無(wú)法采集到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)出現(xiàn)啟動(dòng)困難或熄火故障。

5 總結(jié)

雙質(zhì)量飛輪在國(guó)內(nèi)起步相對(duì)較晚，隨著人們的需求不斷提升，雙質(zhì)量飛輪很快被國(guó)內(nèi)各汽車(chē)廠商所普及，但售后維修方面經(jīng)驗(yàn)相對(duì)欠缺，希望通過(guò)雙質(zhì)量飛輪失效分析給讀者帶來(lái)一些經(jīng)驗(yàn)提升。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 呂振華.汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系扭振噪聲的發(fā)生機(jī)理及控制方法述評(píng)[J].汽車(chē)技術(shù)，1993.

[2] 張玉波.DMF228雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)說(shuō)明書(shū).2003