1、1.發動機系統的振動成因、關鍵作用力2.汽車業技術介紹雙質量飛輪 DMF3.汽車業技術介紹變速器相關2015.4.23成因、關鍵作用力前置基礎知識復習前置基礎知識復習：力使物體繞某點轉動的力學效應，稱為力對該點之矩。力的大小F與力臂長度d的乘積冠以適當的正負號，以符號Mo(F)表示，記為：Mo(F)Fd* *矩矩= =力力長度長度* *力力= =質量質量加速度（位移的二階導數）加速度（位移的二階導數）驅動曲軸轉動的源泉可以歸結于曲柄銷中心B點處的一個總力矩Mo，那么Mo怎么來的？Mo=“沿著連桿軸向的總力Pt”“曲軸中心與Pt作用線的距離h”* *Mo=PtMo=Pth h那么Pt是怎么來的？

2、Pt的來源可以歸結于活塞的Pg和PjPg是活塞頂面上氣體的爆發壓力Pj是活塞本身運動帶來的慣性力顯然，根據余弦定理* *Pt=(Pg+Pj)/cosPt=(Pg+Pj)/cos那么Pg和Pj如何計算？見下頁coscosxOCOAOBAB1coscos(coscos)rlr2(1)(coscos2 )44xlr2(1)(coscos2)44lrtt/r l為曲柄半徑與連桿長度之比。p pg g是活塞頂面受到的單位爆發壓力（壓強），通過單缸試驗實測得到氣體爆發壓力=單位壓力（壓強）活塞頂面的面積活塞往復慣性力=活塞質量活塞加速度顯然曲柄銷中心點B在圓周上不同位置時，h和Pt也是不同的，因而Mo是周

3、期性大小變化的，可以表示為關于曲柄轉角的周期性函數，這一周期性變化的轉矩激起了曲軸的扭振。顯然活塞作往復運動時，連桿總是從側面以一定角度推動活塞的，因而活塞總是對缸體有一個側向壓力Pn：Pn=（Pg+Pj）/tan綜上，總結如下：發動機工作中，主要存在4種類型的力，它們是發動機能夠工作和輸出扭矩的源泉，也是發動機產生各種振動的根源：氣體壓力氣體壓力PgPg、往復慣性力、往復慣性力PjPj、活塞對缸壁的壓力、活塞對缸壁的壓力PnPn、旋轉質量的慣性離心力、旋轉質量的慣性離心力FiFi（1）氣體壓力Pg、往復慣性力Pj、活塞對缸壁的壓力Pn、旋轉質量的慣性離心力Fi，這四者的橫向分量共同使發動機產

4、生了水平方向的振動。（2）往復慣性力Pj、旋轉質量的慣性離心力Fi，這兩者的豎直分量共同使發動機產生了豎直方向的振動。（3 3）氣體）氣體壓力壓力PgPg、往復慣性力往復慣性力PjPj形成的周期性變化力矩形成的周期性變化力矩MoMo導致了曲軸的扭振，導致了曲軸的扭振，PgPg和和PjPj都是關于曲軸轉角的周期函數。都是關于曲軸轉角的周期函數。發動機（往復式內燃機）的本質？通過曲柄連桿機構，把往復直線運動轉化成連續的回轉運動。顯然，推力作用點是偏心的，推力與圓心（軸心）形成力矩從而推動曲軸連續回轉運動（如果推力不偏心，其作用方向通過圓心則力矩為零，曲軸不會轉動），這種由直線運動轉化來的間接回轉運

5、動決定了內燃機工作過程中必然存在周期性的振動。氣體爆發壓力氣體爆發壓力PgPg活塞往復慣性力活塞往復慣性力PjPj活塞對缸體側向壓力活塞對缸體側向壓力PnPn旋轉質量慣性力旋轉質量慣性力FiFi常見變速器技術介紹雙質量飛輪（DMF）雙質量飛輪，就是將原來的一個飛輪分成兩個部分，一部分保留在原來發動機一側的位置上，起到原來飛輪的作用，用于起動和傳遞發動機的轉動扭矩，這一部分稱為初級質量。另一部分則放置在傳動系變速器一側，用于提高變速器的轉動慣量，這一部分稱為次級質量。兩部分飛輪之間有一個環型的油腔，在腔內裝有彈簧減振器，由彈簧減振器將兩部分飛輪連接為一個整體。次級質量能在不增加飛輪的慣性矩的前提

6、下提高傳動系的慣性矩，令共振轉速下降到怠速轉速以下。離合器變速器飛輪曲軸TVD1-離合器 2-變速器 3-萬向節 4-驅動橋 （減速器和差速器）初級飛輪質量和殼體與曲軸固聯，次級飛輪質量套在殼體軸套上可以與初級飛輪質量形成相對轉動（相對轉角可達40），初級飛輪質量和次級飛輪質量之間通過彈簧扭振減振器連接，離合器與次級飛輪質量通過摩擦片接合。DMF的作用是：降低“發動機-傳動系”系統的扭振，實際是將發動機傳出的振動進一步衰減，使從離合器開始的傳動系統的扭振大幅降低，DMF并不是減輕發動機本身的振動。DMF相當于連接動力系統和傳動系統的一座橋梁。所以，DMF不能代替TVD，因為二者的作用對象、目的

7、是不同的。由次級飛輪質量與離合器的摩擦片來完成離合動作，這樣就可以衰減發動機的旋轉振動，減輕變速器的負荷。 雙質量飛輪的次級質量與變速器的分離和結合是由一個不帶減振器的剛性離合器盤來完成的，由于離合器沒有了減振器，質量明顯減小。下圖是雙質量飛輪的減振效果和離合器從動盤減振器的減振效果對比。所以DMF是汽車NVH領域最先進的技術之一。如要加裝DMF，整個發動機系統的動力、振動相關參數都要重新設計計算，無法沿用或改裝，所以工作量很大，對技術要求很高，目前國內還無法獨立設計，多是直接引進國外的發動機。雙離合（DCT）全稱是雙離合變速器（Dual Clutch Transmission），是四類自動變

8、速器的一種，也是最先進的自動變速器之一，他的另一個名字就是所謂的DSG（Direct Shift Gearbox，“直接換擋變速器”，這是大眾的命名）自動變速器【全自動，半無級】液力自動變速器（ATAT） Automatic Transmission【全自動，全無級】機械無級變速器（CVTCVT） Continuously Variable Transmission【全自動，有級】雙離合變速器（DCTDCT） Dual Clutch Transmission【半自動，有級】電控機械變速器（AMTAMT） Automated Manual Transmission機械雙離合變速器Dual Clu

9、tch Transmission2個離合器，兩根軸，1#離合器連接奇數檔位，2#離合器連接偶數檔位，以某一個檔位工作時，其實它的下一檔位齒輪已經嚙合，只是另一個離合器還處于分離狀態，當控制系統檢測到換擋意圖時（油門、剎車），電腦自動控制現在的離合器分離，同時下一檔位的離合器接合，兩者同時進行，從而達到換擋平滑，動力無間斷。比如，1檔工作時，1#離合器處于接合狀態，通過1檔齒輪傳動；此時2檔的齒輪其實也是嚙合的，但2#離合器處于分離狀態，所以對傳動沒有影響；控制系統檢測到油門繼續加大，會自動開始換擋，此時1#離合器分離，同時2#離合器接合，此時一個換擋動作完成，時間短至0.8s，動力沒有間斷。機

10、械無級變速器Continuously Variable TransmissionCVT可以實現真正的無級變速，它類似自行車鏈條傳動，只不過CVT的前后兩個“鏈輪”的輪徑是可以在一定范圍內逐漸連續變化的，理論上可以說是有無限個檔位。從圖上可以理解，CVT的傳動輪每一個都分為左右兩片錐輪，兩錐輪在軸向可以靠近和遠離，兩片之間形成了可變寬度的輪槽。比如主動輪（發動機側）的兩片錐輪靠近時，輪槽變窄，輪徑變大；從動輪的兩片錐輪會遠離，輪槽變寬，輪徑變小，即低檔變向高檔。其它反之。液力自動變速器Automatic TransmissionAT的原理與其它自動變速器完全不同，它通過液力方式傳輸動力。關鍵部件

11、是液力變矩器（FTC, Fluid Torque Converter），其它變速器沒有這個部件。液力變矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的導輪。導輪對液體的導流作用使液力變矩器的輸出扭矩可高于或低于輸入扭矩，因而稱為變矩器。但AT的缺點也多，一是對速度變化反應較慢；二是液力傳動阻力較大，反應慢比較費油，傳動效率低，變矩范圍也有限；三是機構復雜，修理困難。在液力變扭器內高速循環流動的液壓油會產生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。總之，外負荷，車速，渦輪轉速，輸出扭矩；外負荷，車速，渦輪轉速，輸出扭矩。這種不需控制,自動隨外界負荷變化而改變輸出轉矩和轉速的性能稱為變矩器的自適應性。電控機械變速器Automated Manual TransmissionAMT（Auto