本申請涉及具有雙質(zhì)量飛輪的汽車的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
雙質(zhì)量飛輪(doublemassflywheel,簡稱dmfw),是20世紀(jì)80年代末在汽車動(dòng)力傳動(dòng)系中應(yīng)用的新型結(jié)構(gòu),可較為有效地隔離發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的扭振,有利于改善汽車的使用性能。一個(gè)典型的雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)一般包括第一質(zhì)量、第二質(zhì)量、彈性元件(螺旋彈簧)等元件。
雙質(zhì)量飛輪將原來的一個(gè)飛輪分成兩個(gè)部分,一部分保留在原來發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的位置上,起到原來飛輪的作用,用于起動(dòng)和傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩,這一部分稱為第一質(zhì)量(初級質(zhì)量),另一部分則放置在傳動(dòng)系變速器一側(cè),用于提高變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,這一部分稱為第二質(zhì)量(次級質(zhì)量)。兩部分飛輪之間有一個(gè)環(huán)型的油腔,在腔內(nèi)裝有彈簧減振器,由彈簧減振器將兩部分飛輪連接為一個(gè)整體。
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)減振器來達(dá)到減振目的。但一方面,該扭轉(zhuǎn)減振器無法法將整個(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)中很難通過降低彈簧剛度來減少扭振,因此在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用轉(zhuǎn)速范圍(1000-2000r/min)之間,難以通過降低減振彈簧剛度來得到更大的減振效果。
雙質(zhì)量飛輪的次級質(zhì)量與變速器的分離和結(jié)合由一個(gè)不帶減振器的剛性離合器盤來完成,由于離合器沒有了減振器機(jī)構(gòu),質(zhì)量明顯減小。減振器組裝在雙質(zhì)量飛輪系統(tǒng)中,并能在盤中滑動(dòng),明顯改善同步性并使換檔容易。
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。
雙質(zhì)量飛輪能有效降低在正常行駛工況的來之發(fā)動(dòng)機(jī)的扭振,從而降低變速箱敲擊噪聲,并且通過降低傳動(dòng)系模態(tài)能有效控制傳動(dòng)系的“嗡嗡”聲,所以雙質(zhì)量飛輪現(xiàn)在廣泛應(yīng)用乘用車,特別是增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)的車型。
然而,在汽車熄火過程中,其他聲音比如發(fā)動(dòng)機(jī)聲音等減小,用戶容易察覺出異響。由于雙質(zhì)量飛輪固有頻率低,在熄火時(shí),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降過程通過雙質(zhì)量飛輪共振區(qū)時(shí),容易引起共振,加劇波動(dòng)量,導(dǎo)致變速箱空轉(zhuǎn)齒輪敲擊產(chǎn)生類似“嗒、嗒”不連續(xù)噪音,給用戶造成一種錯(cuò)覺,容易認(rèn)為是零件松動(dòng)、損壞,對產(chǎn)品形象造成不良影響。
從雙質(zhì)量飛輪的結(jié)構(gòu)來看,在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火過程中,必然會存在某個(gè)轉(zhuǎn)速與雙質(zhì)量飛輪的頻率產(chǎn)生共振。從而加劇轉(zhuǎn)速波動(dòng)量,激發(fā)變速箱內(nèi)部空轉(zhuǎn)齒輪敲擊,產(chǎn)生噪音。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決雙質(zhì)量飛輪在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停機(jī)時(shí)振動(dòng)特別厲害的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的在于提供一種在汽車熄火過程中,使轉(zhuǎn)速快速下降,迅速通過雙質(zhì)量飛輪共振區(qū)域,減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)量的技術(shù),從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述和其他方面的問題。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種降低具有雙質(zhì)量飛輪的汽車在熄火過程中的噪音的方法,其特征在于:在熄火過程中控制節(jié)汽門的開度,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快速下降,縮短通過共振頻率的時(shí)間,減小轉(zhuǎn)速波動(dòng)量。
在優(yōu)選的實(shí)施例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的同時(shí),關(guān)閉節(jié)氣門。在另一優(yōu)選的實(shí)施例中,在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí),重新打開所述節(jié)氣門。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種減小發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的振動(dòng)的方法,其執(zhí)行上述的降低噪音的方法的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供了一種用于車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系,包括:連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸;由該曲柄軸驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸;由該轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)的變速箱;雙質(zhì)量飛輪,連接在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的轉(zhuǎn)軸上,其特征在于,在熄火過程中控制節(jié)汽門的開度,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快速下降,縮短通過共振頻率的時(shí)間,減小轉(zhuǎn)速波動(dòng)量。
在優(yōu)選的實(shí)施例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的同時(shí),關(guān)閉節(jié)氣門。在另一優(yōu)選的實(shí)施例中,在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí),重新打開所述節(jié)氣門。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供了一種操作包括雙質(zhì)量飛輪的車輛的方法,其特征在于,在熄火過程中控制節(jié)汽門的開度,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快速下降,縮短通過共振頻率的時(shí)間,減小轉(zhuǎn)速波動(dòng)量。
在優(yōu)選的實(shí)施例中,在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的同時(shí),關(guān)閉節(jié)氣門。在另一優(yōu)選的實(shí)施例中,在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí),重新打開所述節(jié)氣門。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖;
圖2是雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)原理及其頻率分布圖;
圖3是為沒有配備本發(fā)明的雙質(zhì)量飛輪的系統(tǒng)狀態(tài)振動(dòng)和轉(zhuǎn)速曲線圖;
圖4是為采用本發(fā)明后,系統(tǒng)狀態(tài)振動(dòng)和轉(zhuǎn)速曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
需要說明的是,以下將以示例方式來具體說明本發(fā)明的一種降低配雙質(zhì)量飛輪的汽車在熄火過程中噪音技術(shù)的原理、特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn),然而所有的描述僅是用來進(jìn)行說明,而不應(yīng)將它們理解為對本發(fā)明形成任何的限制。此外,在本文所提及的各實(shí)施例中予以描述或隱含的任意單個(gè)技術(shù)特征,或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個(gè)技術(shù)特征,仍然可以在這些技術(shù)特征(或其等同物)之間繼續(xù)進(jìn)行任意組合或者刪減,從而獲得可能未在本文中直接提及的本發(fā)明的更多其他實(shí)施例。
請參閱圖1,該圖僅以示意圖的方式顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基本原理。示出了發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱,其分別包括曲柄軸1,節(jié)氣門2,以及產(chǎn)生敲擊噪聲的齒輪副3。
圖2為雙質(zhì)量飛輪的原理圖。i1為雙質(zhì)量飛輪第一級質(zhì)量側(cè)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,包括發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸系統(tǒng)及其附件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,雙質(zhì)量飛輪第一質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;i2為雙質(zhì)量飛輪第二質(zhì)量側(cè)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,包括雙質(zhì)量飛輪第二質(zhì)量,離合器總成以及變速箱輸入軸;k為雙質(zhì)量飛輪的彈簧剛度;c為雙質(zhì)量飛輪的阻尼系數(shù);f為系統(tǒng)的固有頻率,計(jì)算公式如下:
如圖2所示的波峰,由于慣量大,一階固有頻率低,雙質(zhì)量飛輪在低于怠速轉(zhuǎn)速時(shí)會產(chǎn)生共振。
一般可以通過控制輸入和響應(yīng)兩種方式,實(shí)現(xiàn)控制該敲擊噪音的目的。一是控制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火過程中轉(zhuǎn)速的波動(dòng)量,減小輸入端的能量;二是對傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,比如優(yōu)化雙質(zhì)量飛輪、優(yōu)化傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)、對齒輪側(cè)隙進(jìn)行控制等措施,減小結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。但減小響應(yīng)的實(shí)施難度較大,對結(jié)構(gòu)固定的傳動(dòng)系來講效果有限。
本發(fā)明通過在發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)過程中,修改標(biāo)定程序,控制熄火過程中的節(jié)氣門開度,通過減小輸入激勵(lì),達(dá)到減小噪音的目的。具體為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)剛熄火時(shí),關(guān)閉節(jié)氣門,增加發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣阻力,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快速下降,通過共振頻率的時(shí)間縮短,轉(zhuǎn)速波動(dòng)量減小,,降低波動(dòng)量,降低引起敲擊噪音源,減小齒輪敲擊噪音。另外從振動(dòng)角度考慮,增加阻力也是增加阻尼,對于降低系統(tǒng)振動(dòng)亦有益處。同時(shí)在轉(zhuǎn)速200rpm時(shí),完全打開節(jié)氣門,使廢氣得到有效的排放。
在一個(gè)實(shí)施例中,見圖3所示,圖中的曲線4為右側(cè)縱軸標(biāo)示的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,圖中還標(biāo)示了根據(jù)左側(cè)縱軸的振動(dòng)曲線5,表征雙質(zhì)量飛輪附近殼體振動(dòng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在下降過程中,由于某車型雙質(zhì)量飛輪是多段剛度的特征;會存在幾個(gè)共振頻率,在相對應(yīng)的在幾個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn),如大致380rpm、250rpm、160rpm會引起雙質(zhì)量飛輪產(chǎn)生共振,造成變速箱中空套齒輪之間的相互敲擊,產(chǎn)生噪音。
如圖4所示,采用本發(fā)明后,可以明顯看到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在共振區(qū)域轉(zhuǎn)速波動(dòng)較小,且振動(dòng)能量降低很多,從而齒輪敲擊噪音也得到有效降低。在熄火過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)量得到有效降低,從43rpm減小到11rpm。振動(dòng)能量也有所減小,殼體某點(diǎn)的振動(dòng)能量從最初的1.8g減小到1.1g,同時(shí)聲音亦有改善,達(dá)到了可以接受的水平。
本發(fā)明的有益效果在于:通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度來實(shí)現(xiàn)在熄火過程中降低變速箱齒輪敲擊噪音的技術(shù),能夠在不改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造工藝的情況下實(shí)現(xiàn),成本低,易于實(shí)現(xiàn),并且技術(shù)效果顯著,可以有效改善齒輪敲擊噪音,降噪效果明顯,因此非常適合推廣到各類配有雙質(zhì)量飛輪的汽車。
以上列舉了實(shí)例來詳細(xì)闡明本發(fā)明的一種降低配雙質(zhì)量飛輪的汽車在熄火過程中噪音的技術(shù),這些示例僅供說明本發(fā)明的原理及其實(shí)施方式之用,而非對本發(fā)明的限制,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還可以做出各種變形和改進(jìn)。因此,所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇并為本發(fā)明的各項(xiàng)權(quán)利要求所限定。