什么是曲轴扭转振动？

发动机工作时，曲柄之间周期性相对扭转的现象称为扭振，简称扭振。就扭振而言，由于曲轴长，扭转刚度小，曲轴系统转动惯量大，扭振频率低，在内燃机工作转速范围内容易发生共振。当发动机扭矩变化的频率与曲轴扭转固有频率相同或为其整数倍时，就会发生共振。当共振扭矩幅值增大时，传动机构磨损增大，发动机功率下降，甚**曲轴断裂。

曲轴作为内燃机的主要运动部件之一，其强度和**性在很大程度上决定了内燃机的**性。因此，扭振是内燃机设计过程中必须考虑的重要因素。为了减小曲轴的扭转振动，现在大多数汽车发动机都在扭转幅度**大的曲轴前端安装扭转减振器。

扭振减振器的功能和类型

为了降低曲轴的扭转振动，现在大多数汽车发动机都在扭转振动幅度**大的曲轴前端安装扭转减振器。

简要介绍其在以下三个方面的作用：

(1)降低曲轴的扭转振动，提高曲轴的疲劳寿命，降低应力水平；

(2)传递扭矩，衰减扭矩波动；

(3)降低整车的振动和噪声。

就其特性而言，减震器可分为三类：

动力减振器主要依靠其动力效应来改变轴系的固有振动频率，使其移出工作转速范围，以达到避振的目的，如弹簧式和摆式动力减振器。

阻尼减振器，如橡胶减振器、硅油减振器等，主要依靠固体摩擦阻尼或液体粘性阻尼来吸收干扰扭矩输入系统的振动能量，以减少振动；

复合材料减震器，如硅橡胶减震器、硅弹簧减震器，兼具调频和减震功能。

目前广泛使用的是橡胶减震器和硅油减震器。其中橡胶减震器广泛应用于汽油机，硅油减震器主要应用于。目前汽车上主要使用单级橡胶减震器(只有一个惯性质量)。然而，随着汽车发动机的轻量化和大功率化，单级橡胶减振器的减振效果已经不能满足曲轴系统扭振控制的要求。目前，一些汽车发动机已经采用了多级橡胶减震器。下面介绍一些国内外常见的减震器。

单级扭转振动阻尼器

图2.1显示了一个普通结构的单级扭振减振器。1是减震器外壳，2是硫化橡胶层，3是减震器的惯性质量。

多级并联扭振减振器

图2.2显示了一个两级平行扭振减振器。零件7是齿轮，是扭振减振器和发动机曲轴之间的连接件；钢圈1和滑轮2(齿圈)紧密配合形成惯性圈，与橡胶组件8一起构成一级扭振减振器。摩擦环6和5由PTFE材料制成，因此皮带轮2和皮带轮7可以一起转动。惯性环4是另一个惯性质量，并且与橡胶3一起形成另一个扭转振动阻尼器。橡胶构件3的一侧硫化在车轮7上，另一侧硫化在惯性质量上。因此，图2.2所示的扭振减振器是一种两级并联扭振减振器。

图2.3是三级并联扭振减振器的结构示意图。车轮8是扭振减振器和曲轴之间的连接件。橡胶部件2、6和10的一侧分别由轮子3、7和9硫化，另一侧分别由惯性环1和滑轮5和11硫化。摩擦环4由聚四氟乙烯制成，因此摩擦环4和滑轮(也用作惯性环)5可以一起旋转

图2.4是两级串联扭振减振器的结构示意图。Yi轮7是扭振减振器与曲轴前端的连接件，惯性环5与Yi轮紧密连接，形成惯性质量。橡胶6的一侧由轮子7硫化，另一侧由惯性环1硫化。橡胶2的一侧由惯性环1硫化，另一侧由滑轮(也是惯性环)3硫化。摩擦环4是由聚四氟乙烯制成的钢环，因此滑轮3和摩擦环4可以一起旋转。因为由皮带轮3和橡胶2组成的扭振减振器串联在由惯性环1、5和橡胶6组成的惯性质量组成的扭振减振器上，所以图2.4所示的扭振减振器是两级串联扭振减振器。