关于双质量飞轮结构原理介绍及常见失效分析

关于双质量飞轮结构原理介绍及常见失效分析

随着汽车行业快速发展，多数人对于汽车的追求已经不只是代步工具，人们追求更多的是整车舒适性和驾驶乐趣。传统手动模式离合器从动盘内部减震效果无法满足人们的追求，双质量飞轮大大改善了发动机动力输出的平稳性及有效改善整车共振带来的噪音。

标签：双质量飞轮；异响；故障分析

1 双质量飞轮结构及工作原理

1.1 结构

双质量飞轮是将常规的飞轮质量分成两部分，一部分（主动飞轮）与发动机连接，另一部分（从动飞轮）通过离合器与变速器联接，两级质量之间采用一个或多个具有强阻尼效应的弹簧/阻尼系统进行联接，用于降低NVH，见图一。

双质量飞轮主要零部件及该零部件作用为，见图二：

①轴承：联接主动飞轮及从动飞轮，使其产二者之间可产生相对转动；

②密封片1/2、碗型塞片：密封片密封主飞轮前端面，碗型塞片封堵主飞轮工艺孔，防止液体进入主飞轮导致主飞轮内油脂冲刷，造成飞轮异响；

③阻尼环1/2、膜片弹簧：膜片弹簧为阻尼环提供压力，阻尼环在压紧力作用下产生阻尼；

④减震弹簧：减震弹簧分为H、M、L三级刚度，分别在发动机各工况下组合作用。

1.2 原理

为了降低发动机旋转的不均衡性而造成传动系的扭转振动，传统上在离合器中采用扭转减振器来达到减振目的。但一方面，该扭转减振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现象；另一方面由于受到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，因此在发动机实用转速范围（1000-2000r/min）之间，难以通过降低减振弹簧刚度来得到更大的减振效果。而双质量飞轮将质量一分为二，其中的第二质量（次级质量）能在不增加飞轮的惯性矩的前提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。

2 双质量飞轮优势

受发动机及变速箱自身固有频率影响，其二者之间在一定的发动机转速段产生共振，进而影响整车的NVH性能，图三所示，发动机与变速箱在1200-1600rpm 时产生共振，导致变速箱转速波动两急剧上升，在此转速段内，变速箱易产生敲齿异响，整车出现共振等问题，此时我们需通过降低变速箱转速波动量或将该共振区域降低至怠速以下，使其隔离在整车正常工况以外（启动瞬间），图四所示。

3 主要特点

3.1 扭振隔振

双质量飞轮几乎使发动机曲轴的扭振完全与变速箱隔离，尤其能把发动机低速区域内的不均衡性完全过滤掉。这样就给降低怠速转速和使发动机主要运转在低速区提供了可能性，也因此实现了整车燃油经济性的提升和噪音降低。

3.2 变速箱减载

由于双质量飞轮降低了输入轴的不平衡性，因此变速箱由之产生的负荷和应力也随之降低。双质量飞轮几乎完全消除了传统系统中高频变速器的附加扭矩。既然变速器减小了附加载荷，就可以传递较高的静力扭矩。

3.3 曲轴减载

双质量飞轮的初级质量较传统传动系统的飞轮质量小很多，即转动惯量明显降低，同时次级质量对于曲轴的弯曲载荷可以忽略不计，因此双质量飞轮的惯性力矩给曲轴施加的动载荷减少了。

4 常见故障分析

双质量飞轮的常见故障为异响，发声源在发动机与变速器壳体连接处，类似金属敲击声：

①发动机怠速时发出规律的“铛铛”异响；

②发动机启动/熄火前发出急促的“铛铛”异响；

③行驶过程中，急加速、减速发出“唰唰”异响。

故障原因分析：

①主、从动飞轮自由转角过大；正常情况下双质量飞轮主、从动之间有自由间隙一般在6°左右，最高不能超过12°，检查方法：双手转动从动飞轮观察与主动飞轮之间角度，如果明显大于12°说明双质量飞轮内部出现故障，需要进行更换处理，见图五、六。

②双质量飞轮高温后导致内部润滑脂泄露，严重时导致弹簧支架变形，内部弹簧锈蚀，车辆长期涉水导致润滑脂被水冲蚀稀释，飞轮内部弹簧锈蚀、断裂，见图七、八、九。

③进入异物导致飞轮信号齿磕伤出现异响，严重时导致曲轴位置传感器无法采集到发动机转速信号出现启动困难或熄火故障。

5 总结

双质量飞轮在国内起步相对较晚，随着人们的需求不断提升，双质量飞轮很快被国内各汽车厂商所普及，但售后维修方面经验相对欠缺，希望通过双质量飞轮失效分析给读者带来一些经验提升。

参考文献

[1] 吕振华.汽车动力传动系扭振噪声的发生机理及控制方法述评[J].汽车技术，1993.

[2] 张玉波.DMF228双质量飞轮结构说明书.2003