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大众宝来“双质量飞轮”结构原理
来源:本站整理  作者:佚名  2022-02-17 11:13:57

 问:在维修一辆交通事故车,大众宝来的手动档轿车时,在拆解发动机时发现该车采用了“双质量飞轮”的结构。我不明白这种双质量飞轮有何优点。请教了身旁的几位维修技师,也没有得到理想的答案。我只知道高中档轿车装用双质量飞轮结构的较多,如豪华版的奔驰轿车,大众的宝来、速腾、朗逸等多款车型都装配了双质量飞轮。请问这种双质量飞轮的结构有何特点?

 
答:发动机上装用双质量飞轮,是上世纪90年代发展的一项在高中档轿车上装用的技术,很多维修技师对这项技术还是比较陌生。所谓双质量飞轮,其最大的特点是使发动机的隔振和减振效果十分明显,车辆的乘坐舒适性可得到大幅提高,该技术已逐步在中级轿车上推广使用。图4所示为双质量飞轮的实物。
    发动机只在作功行程才产生动力,而进气、压缩和排气行程是消耗动力的。多缸发动机间隔性轮流作功,输出的转矩有脉动的特点,给曲轴施加了一个周期变化的扭转力,这会使曲轴转动忽慢忽快。飞轮固装在曲轴后端突缘面上,是带有齿圈的大质量铸钢圆盘,具有很大的惯性。当曲轴转速增快时能吸收部分能量阻碍其增速,当降速时又能释放部分能量使其减速受阻,这样一增一减,提高了曲轴旋转的均匀性。飞轮的另一作用是将发动机动力传递给离合器,当汽车起步时扭力突然急剧增大,也因飞轮的储能作用,可避免发动机转速急降而使车辆熄火。
    即便发动机作等速旋转,各缸作用在曲轴上的扭转力仍是周期变化的,飞轮会发生强迫振动。同时由于曲轴本身的拐状特点,以及曲轴上平衡块、活塞连杆等运动件的惯性,曲轴也会发生自由扭转振动。上述两种振动会产生共振,为此有的发动机在振幅最大的曲轴前端,加装了用橡胶或硅油做的减振器,以吸收这种衰减性的振动。
    另外车辆传动系的固有频率一旦与曲轴扭转振动的频率重合,也会产生共振,使其振幅和噪声变得很大。故在离合器的从动盘上串装弹性元件,即在两块摩擦片之间夹一个减振盘,其上均布卧式螺旋弹簧,通过摩擦使扭转振动迅速衰减,降低对传动系零部件的振动,以减缓车辆起步或换挡时的冲击。
    传动系共振的大小取决于旋转圆盘的转动惯量,临界转速越低或转动惯量越大,共振也越大。在离合器上装扭转减振器,同时受两方面的局限,一是不能使发动机到变速器间的固有振动频率,降低到怠速转速以下;二是受从动盘尺寸限制,弹簧刚度无法降低,减振效果较差。
    为了使发动机有效地隔振和减振,就产生了双质量飞轮。所谓双质量飞轮,是将原飞轮分成两部分,一部分称为初级质量,仍留在发动机原位置,与曲轴输出端突缘盘相连,用于启动和传递发动机的转动扭矩,起到原飞轮的作用。另一部分质量则放置在传动系变速器一侧,通过轴承安装在初级飞轮上,上面装有离合器,可提高变速器的转动惯量,这一部分称为次级质量。初、次飞轮之间由弹簧减振器连接为一个整体。图5为双质量飞轮的结构示意图。
    双质量飞轮利用次级质量增大了传动系的惯性转矩,使共振转速降到怠速转速以下。发动机怠速转速一般在800r/min左右,共振转速不在发动机运行的转速范围。只在发动机刚启动和停机转速很低时,才会通过共振转速范围,这就是发动机刚启动和熄火时振动才特别厉害的原因。飞轮的次级质量与变速器的离合,是一个不带减振器的刚性离合器盘,质量明显减小(图6)。减振弹簧组装在双质量飞轮中,并能在盘中滑动,使换挡更平顺容易。图7所示为“双质量”飞轮的工作原理。
 
    现在的高档轿车中,装配双质量飞轮的逐步增多,隔振和减振的效果十分明显,乘坐的舒适性得到大幅提高,受到市场的欢迎。尤其是性价比较高的柴油版轿车,为减少柴油机的振动,更多的采用双质量飞轮,舒适性可媲美汽油轿车。
    双质量飞轮的常见故障,是连接初次级飞轮间减振螺旋弹簧的疲劳变形。正常情况初次级质量“相角”位置差很小,一旦减振弹簧变形使相角差超过120以上时,在怠速工况下发动机抖动较明显,会有明显的“嗒嗒”金属敲击声,一挡升二挡会发出金属摩擦声,出现此类症状,应是双质量飞轮的故障,更换新的飞轮即可消除故障。
 

关键词:宝来

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