1.2 发展历史

    汽车工业因为其广泛的应用范围和消费群体，自产生以来便得到各国的足够重视，百年来在充足的资金和技术支持下得以迅速发展。

    作为汽车传动系中的一个独立总成件，离合器位于变速箱和发动机之间，能够直接与发动机进行连接。如今市面上广泛采用的是摩擦式离合器，这种离合器能够分离，动力传输主要凭借主、从动件间的摩擦。

    早在1889年，戴姆勒就在他的钢轮汽车上配备了锥形离合器，这是早期离合器的最典型也是最成功的代表。1925年，英国的Hele-Shaw发明了多盘式离合器，这也普遍认作为如今单盘干式离合器的雏形[2]。而经过一代代工程师多年的改良和创新后，单盘干式离合器得以广泛的生产和应用。

    目前汽车上普遍采用的是从动盘式扭转减振器进行减振。但是由于空间限制，虽然经过不断改良，但是依旧减振效果有限，不能很好的抑制汽车传动系的扭转振动的噪声。具体缺点表现在如下三个方面：

    1、当汽车处于怠速工况时，通常减小扭振弹簧扭转刚度的方法很难将汽车扭振系统的共振频率调节至怠速转速以下[3]；

    2、扭转减振器空间有限，使得安置在其中的弹性元件、阻尼件尺寸小、刚度大并且对它们的布置要求很高，这也使得弹簧断裂和松动事故难以避免；

    3、由于受结构制约，该类型减振器的最大工作扭矩和最大扭转角较小，使得减振效果不尽如人意。

1.3 周向短弹簧双质量飞轮概述

动力传动系统是汽车的核心部分之一，也是保障汽车正常运转的关键。发动机正常工作时产生的动力，通过离合器、变速器、传动轴等部件进行传输，最终让汽车实现启动并行驶。几十年来，工程师们针对日益增长的汽车性能提升的需要，作出了很多改进和创新，如提高发动机负荷、增大发动机压缩比、发明了诸如HSDI (High  Speed  Direct  Injection)高速直喷技术等。这些措施从多方面提高了乘用车的使用性能和燃油经济性，极大促进了汽车产业的发展。然而，这些举措存在一个共同缺点——都或多或少的加重了汽车传动系统的振动和噪声，主要原因如下：第一，发动机负荷等的提升使其运转不规则性提高，这会加剧输出扭矩的波动；第二，发动机的点火频率总是处于动力传动系的固有频率范围内，这一点可能导致共振现象产生[4]。第三，目前的汽车一般为了提高机械效率而使用多档位变速器，但这会使齿轮振动的噪声加重。汽车动力传动系统会因激励作用而产生扭转振动和噪声。另外如果激励频率接近或与系统的某阶固有频率重合的话，就会导致共振现象的产生，这会对汽车各部件造成很大的损害，也对乘客的舒适性造成负面的影响。目前主要有以下的一些方法来对以上的问题进行改善：

    （1）对于发动机，增强发动机的制造精度，优化加工工艺，并尽可能选用多缸发动机；

     (2) 对于传动总成，可采用降低零部件质量、增多变速器中常啮合齿轮齿数等方法来进行改善；

  (3) 安装扭转减振器等部件来控制汽车动力传动系中的扭转振动，目前汽车多采用从动盘式扭转减振器，效果也较好。该技术的实施显著地抑制了汽车动力传动系的扭转振动和噪声，极大地提升了乘用车运行时的平稳性。但前文也说过，此装置的尚有一定的局限性和缺点。  

1.3.1 双质量飞轮的结构特点

图1.1 三级式非线性扭转减振器结构原理和弹性特性曲线示意图