双质量飞轮扭转振动的激振方法及激振器技术

本发明专利技术涉及双质量飞轮扭转振动的激振方法及激振器。该方法采用变频电机拖动包括旋转液压摆缸、双质量飞轮部件旋转，以模拟发动机转速工况；采用旋转液压摆缸对双质量飞轮的主、次飞轮间提供扭摆运动，以模拟扭振激振工况。该激振器包括双质量飞轮及其旋转和扭摆驱动机构；所述旋转和扭摆驱动机构，其旋转液压摆缸（８）的摆缸体通过与摆缸右端盖（９）相连的传动套（１１），在同侧与主飞轮（１３）和与摆缸轴（４）相连的次飞轮（１５）相连接；扭矩传感器（１０）及摆角传感器（１２）的扰流铁芯装在次飞轮的轴上，摆角传感器的线圈装在与主飞轮固连的传动套上。本发明专利技术可以模拟发动机各种扭振工况，实现双质量飞轮扭振性能的动态试验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于汽车发动机双质量飞轮扭转振动性能试验台激振方法及激振器。技术背景发动机工作过程中， 一方面曲轴受到周期性变化的作用力，转速也呈周期性变化，另 一方面曲轴轴系较大的转动惯量使转速趋于匀速，这两方面共同作用就产生了曲轴的扭转 振动。由于曲轴较长，扭转刚度小，而曲轴轴系的转动惯量大，曲轴扭振的频率较低，在 发动机工作转速范围内很容易与传动系统产生共振，加剧传动部件、变速箱零件的磨损、过早失效，甚至折断。因此，扭转振动是进行汽车传动部件性能试验必须考虑的重要因素。 双质量飞轮实际上是将传统飞轮通过一定的质量配比分作主飞轮和次级飞轮分成两 个部分，中间通过扭转减振器耦合在一起，取代了传统离合器的从动盘扭转减振器，这样 既保证了总的转动惯量不变，又改变了整个传动系统转动惯量的分配，并且主次级飞轮之 间的扭转减振器可在较大面积内布置，极大地降低了扭转刚度，使其减振性能较传统离合 器的扭转减振器性能大大提高，传动系统的振动性能从根本上得到改善。双质量飞轮扭转振动性能试验台就是为测量双质量飞轮的扭转振动性能的装置。其上 的扭转激振器的作用是使扭转振动性能测试系统产生扭振，用于模拟发动机轴系转动时的 扭转振动状态，为扭转减振器提供扭转振动振源，激振器可以实现对扭振频率和幅值(角 度)的调节，从而获得不同动态条件下的振动情况。双质量飞轮对企业带来的经济利益是不言而喻的，市场的需求正在迅速扩大，在国外 该技术从理论到实际生产都已经趋于成熟，但在国内还是一个较新的技术，其理论还不完 善，特别是其扭振性能方面，还没有建立一个完善的理论体系和行业标准，国内对双质量 飞轮各方面的研究和试验正在起步。因此，开发双质量飞轮扭振性能测试试验方法及试验 台势在必行。现有的专门用于汽车发动机双质量飞轮扭转振动性能试验台及激振方法、激振器在国 内研究还很有限。由于双质量飞轮的工作摆角大，没有一种专门针对双质量飞轮的试验台， 而只是对发动机扭转减振器试验台的改进。例如万向轴激振器，采用万向轴偏离主轴线 一个设定的激励角度，造成在旋转过程中激发扭转振动，该装置简单易行，但是激振角度 相当有限，不能大范围包括双质量飞轮的扭振范围，试验效果不佳；液压作动激振器，采 用液压驱动方式使活塞杆往复运动，使减振器产生扭摆，从而产生扭振，该方式只扭摆不 转动，不能模拟双质量飞轮在旋转过程中的扭振情况，不宜做动态测试试验。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在试验台上能够模拟和控制汽车发动机双质 量飞轮扭转振动工况的激振方法及激振器，从而为汽车传动部件性能提供可靠试验数据。 木专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案 本专利技术模拟发动机在转动过程中的扭振激振是采用包括以下步骤的方法 (O旋转工况模拟采用变频电机拖动包括旋转液压摆缸、双质量飞轮部件旋转，实现发动机转速工况的 模拟；(2)扭振激振工况模拟 采用旋转液压摆缸对双质量飞轮的主、次飞轮间提供扭摆运动，将被测试件双质量飞 轮直接作为激振力矩传递的必须环节，双质量飞轮的主、次飞轮及其间扭转弹簧、硅油成 为扭转振动必须的转动惯量、主次飞轮惯量比、刚度和阻尼因素，实现扭振激振工况的模 拟；本专利技术通过上述步骤，进行双质量飞轮扭振性能的动态试验。本专利技术提供的双质量飞轮扭转振动的激振器，其结构是包括被测试件双质量飞轮及 其旋转和扭摆驱动机构。所述的旋转和扭摆驱动机构，其旋转液压摆缸的摆缸体通过与摆 缸右端盖相连的传动套，在同侧与双质量飞轮的主飞轮和与摆缸轴相连的次飞轮相连接； 在传动套内的与次飞轮相连的轴段上安装扭矩传感器以及摆角传感器的扰流铁芯，摆角传 感器的线圈设置在与主飞轮固连的传动套上。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要优点其一.可实现模拟发动机的各种转速下的不同扭振摆角和扭振频率的扭振工况，为双 质量飞轮的扭振性能实验提供了动态扭振条件。其—.通过变频电动机无级调速，可模拟发动机的不同转速工况。其三.通过对旋转液压摆缸液体压力及流量控制，可改变摆缸的扭摆角度和频率，实 现用不同扭振振幅和频率模拟发动机的各种状态的扭振工况。双质量飞轮的扭摆角度为正负40 60° ，旋转液压摆缸采用一对内叶片和一对外叶片即可实现，通过外部液压站的液压泵和控制阀即可实现扭摆运动的控制采用换向阀改变 扭摆方向实现正负扭摆，并用换向频率控制扭摆频率，通过压力和流量控制阀，实现扭摆 力矩和扭摆角度的控制。 附图说明图1为本专利技术激振器结构示意图。图2为双质量飞轮扭转振动激振器功率流闭环传递示意图。图中l.机座；2.变频电机；3.大柔度联轴器；4.摆缸轴；5.支架；6.定位片； 7.聚流体；8.旋转液压摆缸；9.摆缸右端盖；IO.扭矩传感器；ll.传动套；12.摆角 传感器； 13.主飞轮； 14.扭振减振器；15.次飞轮；16.光电编码盘；17.光电检测装置；18.立架。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术作进一步说明，但不限定本专利技术。 本专利技术提供的双质量飞轮扭转振动的激振方法，是采用包括以下步骤的方法模拟发动 机在转动过程中的扭振激振-(1)旋转工况模拟采用变频电机拖动包括旋转液压摆缸、双质量飞轮部件旋转，实现发动机转速工况的 模拟；(2)扭振激振工况模拟 采用旋转液压摆缸对双质量飞轮的主、次飞轮间提供扭摆运动，将被测试件双质量飞 轮直接作为激振力矩传递的必须环节，双质量飞轮的主、次飞轮及其间扭转弹簧、硅油成 为扭转振动必须的转动惯量、主次飞轮惯量比、刚度和阻尼因素，实现扭振激振工况的模 拟；通过上述步骤，进行双质量飞轮扭振性能的动态试验。 本专利技术还釆用以下步骤的方法控制发动机在转动过程中的扭振激振(1) 采用变频器控制变频电机实现无级调速，实现发动机旋转工况的控制；.(2) 采用液压控制系统控制旋转液压摆缸的频率和摆幅，实现发动机扭振激振的包 括各种扭振频率和振幅工况的控制。本方法将被测试件双质量飞轮作为激振器激振力矩传递的一个必要环节，主、次飞轮 及其间扭转弹簧、硅油成为扭转振动必须的转动惯量、主次飞轮惯量比、刚度和阻尼因素， 而不是象其它激振器单独激振再将被测试件安装上去被动检测。本方法实现了发动机旋转扭振的各种工况的模拟，并可单独或联合控制即通过电机 带动后面部件的旋转运动，使发动机在转速工况下对双质量飞轮旋转的作用得以体现；通 过旋转液压摆缸对双质量飞轮主、次级飞轮的作用，并传递到扭转弹簧上，产生扭转振动， 使发动机扭振激振对双质量飞轮的扭振因素得以体现；通过变频调速，控制各种转速工况， 通过控制旋转液压摆缸的频率和摆幅，实现扭振频率和振幅的控制，且这些方面的控制可 以单独进行，也可联合进行。本专利技术提供的双质量飞轮扭转振动的激振器，其结构如图l所示包括被测试件双质 量飞轮及其旋转和扭摆驱动机构。所述的旋转和扭摆驱动机构，其旋转液压摆缸8的摆缸 体通过与摆缸右端盖9相连的传动套11，在同侧与双质量飞轮的主飞轮13和与摆缸轴4 相连的次飞轮15相连接；在传动套ll内的与次飞轮15相连的轴段上安装扭矩传感器10 以及摆角传感器12的扰流铁芯，摆角传感器12的线圈设置在与主飞轮13固连的传动套 11上。所述的旋转液压摆缸8，其摆缸轴4与聚流体7以密封套连方式相连，并且二者的油 道相通。聚流体7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双质量飞轮扭转振动的激振方法，其特征是采用包括以下步骤的方法模拟发动机在转动过程中的扭振激振：（１）旋转工况模拟：采用变频电机拖动包括旋转液压摆缸、双质量飞轮部件旋转，实现发动机转速工况的模拟；（２）扭振激振工况 模拟：采用旋转液压摆缸对双质量飞轮的主、次飞轮间提供扭摆运动，将被测试件双质量飞轮直接作为激振力矩传递的必须环节，双质量飞轮的主、次飞轮及其间扭转弹簧、硅油成为扭转振动必须的转动惯量、主次飞轮惯量比、刚度和阻尼因素，实现扭振激振工况 的模拟；通过上述步骤，进行双质量飞轮扭振性能的动态试验。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江征风，吴波，卢红，陈雷，吴飞，周斌，郑钧宜，徐汉斌，邹琳，刘云，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]