一种双质量飞轮弧形弹簧的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及弹簧技术领域，尤其涉及一种双质量飞轮弧形弹簧。
【背景技术】
[0002]双质量飞轮式扭振减振器简称双质量飞轮(Dual-Mass Fly Wheel, DMFW)，是上世纪80年代中期出现并发展起来的一项汽车技术，实质上是一种即能传递低频转速变化，还能吸收高频转速变化的低通滤波器，可避免高频激励与传统系的某阶固有频率重合而发生共振。双质量飞轮使得传统发动机飞轮在原有功能基础上增加了扭振减振器的功能，可利用其质量和刚度的变化来调节传动系的扭振固有特性，并利用其阻尼来衰减系统的振动幅值，使得车辆的运行更加平稳安全，乘坐更加舒适，产品应用范围也由柴油车发展到汽油车、大客车和中低档轿车上。
[0003]1989年，德国LuK公司首次推出采用弧形弹簧的双质量飞轮-周向弹簧(简称DMF-CS减振器)，被认为是DMF型减振器设计技术的突破，尤其是弧形弹簧的采用，较好的解决了有限设计空间内实现减振器低扭转刚度的问题。现在采用弧形弹簧的DMF-CS已成为DMF型减振器的主要结构形式。欧洲许多柴油乘用车都采用了双质量飞轮，使得柴油机轿车的舒适性可以汽油机轿车媲美。
[0004]目前，国内对双质量飞轮已有一些汽车公司和大学开展了研究，但由于在加工技术及其设计理论方面的欠缺，产品的性能距离使用要求还有较大的差距，无法批量生产。国内一些装备有双质量飞轮的中高档轿车及客车，目前使用的均来自进口产品。
[0005]故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本实用新型一种双质量飞轮弧形弹簧。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型是针对现有技术中，国内研究人员在双质量飞轮加工技术及其设计理论方面的欠缺，产品的性能距离使用要求还有较大的差距，无法批量生产等缺陷提供一种双质量飞轮弧形弹簧。
[0007]为实现本实用新型之目的，本实用新型提供一种双质量飞轮弧形弹簧，所述双质量飞轮弧形弹簧进一步包括旋向相反并套设的外弹簧和内弹簧。
[0008]可选地，所述双质量飞轮弧形弹簧之外弹簧的中径D为18.2mm、簧丝直径d为3.8mm、螺距为6.74mm、绕比C为4.789、工作圈数为48、总圈数为50。
[0009]可选地，所述双质量飞轮弧形弹簧之内弹簧的中径D为11.5mm、簧丝直径d为2.5mm、螺距为4.35mm、绕比C为4.600、工作圈数为72、总圈数为74。
[0010]可选地，所述双质量飞轮弧形弹簧采用50CrVA钢丝制备。
[0011]可选地，所述双质量飞轮弧形弹簧在40°转角时外弹簧最大应力914N/mm2，内弹簧最大应力899.52N/mm2。
[0012]可选地，所述双质量飞轮弧形弹簧在34°可达到发动机传扭能力。
[0013]综上所述，本实用新型双质量飞轮弧形弹簧作为关键零部件，其设计和特性研究对产品的系列开发具有现实意义，在此基础上结合双质量飞轮总成，对双质量飞轮的转速波动性能进行仿真，并在双质量飞轮疲劳试验机上进行了采用该弹簧的双质量飞轮的疲劳试验及整车短距离试车，性能优异，为双质量飞轮的设计制造提供了经验和依据。
【附图说明】
[0014]图1所示为单圈弧形弹簧受力分析示意图；
[0015]图2所示为本实用新型双质量飞轮弧形弹簧仿真结果图谱；
[0016]图3所示为本实用新型双质量飞轮弧形弹簧仿真结果的局部放大图。
【具体实施方式】
[0017]为详细说明本实用新型创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0018]请参阅图1，图1所示为单圈弧形弹簧受力分析示意图。在本实用新型中，采用对单圈弧形弹簧的弹性特性进行分析的基础上通过递推得到整个弧形弹簧的弹性特性。特性的推导主要基于以下假设:(I)弹簧顺时针转动；(2)每圈弹簧由于弧形的存在，驱动时使内外圈行程不一致，但由于所对应中心角一致，所以暂视为直螺旋弹簧，且只发生沿周向的弹性变形；(3)忽略弹簧重力的影响；(4)每圈弹簧变形后对应的圆心角较小，因此取sin Θ ^ Θ P cos Θ^Ι； (5)用折现ABCDE表示弧形弹簧的第i圈，O为圆心，则0B、0C、OD将分布圆心4等分。
[0019]作为本领域技术人员，容易理解地，由于不同旋向的弧形弹簧在工作过程中产生的离心力方向不同，因此左旋弧形弹簧的弹性特性有所不同。此外，由于不同旋向弧形弹簧弹性特性随工作转速的变化相差较大，因此在实际应用中，选择内外弹簧之左右旋向必须相反。
[0020]为了更直观的揭露本实用新型之技术方案，凸显本实用新型之有益效果，现结合【具体实施方式】为例进行阐述。本发明双质量飞轮弧形弹簧采用50CrVA钢丝制备。所述双质量飞轮弧形弹簧经过强化稳定化工艺处理，使得其在使用过程中不会产生塑形变形。更具体地，本实用新型所述双质量飞轮弧形弹簧进一步包括旋向相反并套设的外弹簧和内弹簧，所述双质量飞轮弧形弹簧之外弹簧的中径D为18.2mm、簧丝直径d为3.8mm、螺距为6.74mm、绕比C为4.789、工作圈数为48、总圈数为50，所述双质量飞轮弧形弹簧之内弹簧的中径D为11.5mm、簧丝直径d为2.5mm、螺距为4.35mm、绕比C为4.600、工作圈数为72、总圈数为74。
[0021]请参阅图2、图3，图2所示为本实用新型双质量飞轮弧形弹簧仿真结果图谱。图3所示为本实用新型双质量飞轮弧形弹簧仿真结果的局部放大图。考察双质量飞轮的转速波动即是考察它的整体性能，又是考察使用该弧形弹簧后对于双质量飞轮的整体性能的影响。由图2、图3可知，输入曲线达到稳定状态后，曲线的最小值为619.604° /s，最大值为1080.105。/s，平均值为850.005° /s，曲线频率为30.004Hz。输出曲线在同一区间的最小值为831.607° /s，最大值为867.733° /s，平均值为849.676° /s，曲线频率为29.405Hz。在误差允许的范围内，两曲线的平均值基本相等，频率大致相同。
[0022]在本实用新型双质量飞轮弧形弹簧的实际加工成型过程中，实际加工成型的弧形弹簧与计算相符，外形与参数均达到产品图要求。在双质量飞轮疲劳试验机上进行了采用该户型弹簧的双质量飞轮的疲劳试验(正向加载1.0M_X，反向加载0.7Me_，发动机最大扭矩M_x= 450N° M，扭转频率O?6Hz)及整车短距离试车，性能优异。分析应力情况，实际40°转角时外弹簧最大应力914N/mm2，内弹簧最大应力899.52N/mm2,已大于最大剪切应力，故本实用新型双质量飞轮弧形弹簧在34°即可达到发动机传扭能力。
[0023]综上所述，本实用新型双质量飞轮弧形弹簧作为关键零部件，其设计和特性研究对产品的系列开发具有现实意义，在此基础上结合双质量飞轮总成，对双质量飞轮的转速波动性能进行仿真，并在双质量飞轮疲劳试验机上进行了采用该弹簧的双质量飞轮的疲劳试验及整车短距离试车，性能优异，为双质量飞轮的设计制造提供了经验和依据。
[0024]本领域技术人员均应了解，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可以对本实用新型进行各种修改和变型。因而，任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本实用新型涵盖这些修改和变型。
【主权项】
1.一种双质量飞轮弧形弹簧，其特征在于:所述双质量飞轮弧形弹簧进一步包括旋向相反并套设的外弹簧和内弹簧。2.根据权利要求1所述的双质量飞轮弧形弹簧，其特征在于:所述双质量飞轮弧形弹簧之外弹簧的中径D为18.2mm、簧丝直径d为3.8mm、螺距为6.74mm、绕比C为4.789、工作圈数为48、总圈数为50。3.根据权利要求1所述的双质量飞轮弧形弹簧，其特征在于:所述双质量飞轮弧形弹簧之内弹簧的中径D为11.5mm、簧丝直径d为2.5mm、螺距为4.35mm、绕比C为4.600、工作圈数为72、总圈数为74。4.根据权利要求1所述的双质量飞轮弧形弹簧，其特征在于:所述双质量飞轮弧形弹簧采用50CrVA钢丝制备。5.根据权利要求1所述的双质量飞轮弧形弹簧，其特征在于:所述双质量飞轮弧形弹簧在40°转角时外弹簧最大应力914N/mm2，内弹簧最大应力899.52N/mm2。6.根据权利要求1所述的双质量飞轮弧形弹簧，其特征在于:所述双质量飞轮弧形弹簧在34°可达到发动机传扭能力。
【专利摘要】一种双质量飞轮弧形弹簧，进一步包括旋向相反并套设的外弹簧和内弹簧，所述双质量飞轮弧形弹簧之外弹簧的中径D为18.2mm、簧丝直径d为3.8mm、螺距为6.74mm、绕比C为4.789、工作圈数为48、总圈数为50，所述双质量飞轮弧形弹簧之内弹簧的中径D为11.5mm、簧丝直径d为2.5mm、螺距为4.35mm、绕比C为4.600、工作圈数为72、总圈数为74。本实用新型双质量飞轮弧形弹簧其设计和特性研究对产品的系列开发具有现实意义，为双质量飞轮的设计制造提供了经验和依据。
【IPC分类】F16F3/04, F16F1/06
【公开号】CN204878485
【申请号】CN201520448988
【发明人】马宝禄
【申请人】湖北鑫宝马弹簧有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月26日