什么是曲軸扭振減振器 有什么用途？

發動機工作時，曲柄之間周期性相對扭轉的現象稱為扭振，簡稱扭振。就扭振而言，由于曲軸長，扭轉剛度小，曲軸系統轉動慣量大，扭振頻率低，在內燃機工作轉速范圍內容易發生共振。當發動機扭矩變化的頻率與曲軸扭轉固有頻率相同或為其整數倍時，就會發生共振。當共振扭矩幅值增大時，傳動機構磨損增大，發動機功率下降，甚至曲軸斷裂。

曲軸作為內燃機的主要運動部件之一，其強度和可靠性在很大程度上決定了內燃機的可靠性。因此，扭振是內燃機設計過程中必須考慮的重要因素。為了減小曲軸的扭轉振動，現在大多數汽車發動機都在扭轉幅度最大的曲軸前端安裝扭轉減振器。

扭振減振器的功能和類型

為了降低曲軸的扭轉振動，現在大多數汽車發動機都在扭轉振動幅度最大的曲軸前端安裝扭轉減振器。

簡要介紹其在以下三個方面的作用：

(1)降低曲軸的扭轉振動，提高曲軸的疲勞壽命，降低應力水平；

(2)傳遞扭矩，衰減扭矩波動；

(3)降低整車的振動和噪聲。

就其特性而言，減震器可分為三類：

動力減振器主要依靠其動力效應來改變軸系的固有振動頻率，使其移出工作轉速范圍，以達到避振的目的，如彈簧式和擺式動力減振器。

阻尼減振器，如橡膠減振器、硅油減振器等，主要依靠固體摩擦阻尼或液體粘性阻尼來吸收干擾扭矩輸入系統的振動能量，以減少振動；

復合材料減震器，如硅橡膠減震器、硅彈簧減震器，兼具調頻和減震功能。

目前廣泛使用的是橡膠減震器和硅油減震器。其中橡膠減震器廣泛應用于汽油機，硅油減震器主要應用于。目前汽車上主要使用單級橡膠減震器(只有一個慣性質量)。然而，隨著汽車發動機的輕量化和大功率化，單級橡膠減振器的減振效果已經不能滿足曲軸系統扭振控制的要求。目前，一些汽車發動機已經采用了多級橡膠減震器。下面介紹一些國內外常見的減震器。

單級扭轉振動阻尼器

圖2.1顯示了一個普通結構的單級扭振減振器。1是減震器外殼，2是硫化橡膠層，3是減震器的慣性質量。

多級并聯扭振減振器

圖2.2顯示了一個兩級平行扭振減振器。零件7是齒輪，是扭振減振器和發動機曲軸之間的連接件；鋼圈1和滑輪2(齒圈)緊密配合形成慣性圈，與橡膠組件8一起構成一級扭振減振器。摩擦環6和5由PTFE材料制成，因此皮帶輪2和皮帶輪7可以一起轉動。慣性環4是另一個慣性質量，并且與橡膠3一起形成另一個扭轉振動阻尼器。橡膠構件3的一側硫化在車輪7上，另一側硫化在慣性質量上。因此，圖2.2所示的扭振減振器是一種兩級并聯扭振減振器。

圖2.3是三級并聯扭振減振器的結構示意圖。車輪8是扭振減振器和曲軸之間的連接件。橡膠部件2、6和10的一側分別由輪子3、7和9硫化，另一側分別由慣性環1和滑輪5和11硫化。摩擦環4由聚四氟乙烯制成，因此摩擦環4和滑輪(也用作慣性環)5可以一起旋轉

圖2.4是兩級串聯扭振減振器的結構示意圖。Yi輪7是扭振減振器與曲軸前端的連接件，慣性環5與Yi輪緊密連接，形成慣性質量。橡膠6的一側由輪子7硫化，另一側由慣性環1硫化。橡膠2的一側由慣性環1硫化，另一側由滑輪(也是慣性環)3硫化。摩擦環4是由聚四氟乙烯制成的鋼環，因此滑輪3和摩擦環4可以一起旋轉。因為由皮帶輪3和橡膠2組成的扭振減振器串聯在由慣性環1、5和橡膠6組成的慣性質量組成的扭振減振器上，所以圖2.4所示的扭振減振器是兩級串聯扭振減振器。

圖2.4兩級串聯扭振減振器

硅油扭轉阻尼器

圖2.5是硅油減震器的結構圖。1是外殼，2是慣性盤，3是硅油，4是耐磨襯套。慣性盤安裝在殼體內，可繞光滑耐磨的抗磨襯套自由轉動。慣性盤與外殼之間有一定間隙，間隙中填充硅油。硅油減震器的外殼固定連接在曲軸的前端，并與曲軸系統一起運動。當曲軸系統發生扭轉振動時，由于慣性盤轉動慣量大，其運動總是滯后于殼體的運動。此時，間隙中硅油的粘性阻尼會消耗振動能量，從而降低曲軸系統的扭轉振動。很難用硅油密封減震器。硅油與空氣接觸，吸潮易變質，削弱減震器的減震效果。

硅油-橡膠復合扭振減振器

圖2.6是硅油-橡膠復合扭振減振器的結構示意圖。輪轂12與發動機曲軸相連，輪轂1和11與輪轂12緊密配合。橡膠部分2的兩側硫化有輪轂1和皮帶輪(也是慣性環)5，皮帶輪5和橡膠部分2一起形成橡膠阻尼扭轉減振器。鋼環3、4、6和10由聚四氟乙烯制成，連接到它們的兩個物體可以彼此一起旋轉。慣性環9是硅油阻尼慣性環，硅油填充在它和由輪轂11、7和8形成的密封腔之間。硅油和慣性環9組成一級硅油阻尼扭轉減振器。由于橡膠阻尼扭振減振器(由彈性阻尼元件和慣性元件組成)和硅油阻尼扭振減振器是并聯的，所以圖42.6所示的曲軸減振器是并聯的兩級硅油-橡膠復合扭振減振器。

復合扭振減振器

圖2.7是彎曲復合阻尼器的結構示意圖。輪轂4是減震器和曲軸前端之間的連接體，輪轂3與輪轂4緊密配合，所以輪轂3可以看作輪轂4的一部分。滑輪1還用作慣性環，并與橡膠部件2一起形成扭轉阻尼器，而慣性環6和橡膠部件5形成彎曲阻尼器。

圖2.7彎曲復合扭振減振器