起动机缓冲系统的缓冲机理:由缓冲系统的结构可知,起动机缓冲系统的主要组成部分为橡胶缓冲元件。对于橡胶元件的特性和力学模型做以下分析:
橡胶元件是冲击减振应用中的元件。橡胶元件是粘弹性阻尼材料的阻尼结构,能把振动能通过阻尼材料的内部摩擦消耗掉,且单位体积内贮存能量比较不错,并有着很高的转换速率。是在不需要附加阻尼材料的情况下就能产生较不错的阻尼,噪音小,价格相对比较便宜。相比其他金属弹簧,橡胶元件具有以下优点:
1、三向弹簧刚度:橡胶元件的形状可以任意的选择,因此如果能正确地选择X,Y,Z三个方向的刚度比,就能够使得这三个方向自由度的刚度达到预期值,而金属弹簧一般只能利用一个自由度的弹簧刚度。
2、优良的振动能量耗散能力:由于橡胶材料是靠分子之间的摩擦来消耗外部的冲击能量,因此橡胶材料具有很好的内摩擦性能(硫化橡胶的内摩擦比金属弹簧大100倍以上),由摩擦产生的阻尼可衰减冲击的波幅值,并使之很快趋于停止。
3、弹性模量小:橡胶元件的弹性模量很小,因此可以大的弹性变形,容易实现理想的非线性特性。
4、高频隔振和隔音效果:橡胶元件对于高频振动的阻尼隔振效果特别好,其隔音效果远远优于金属弹簧。
5、支承装置尺寸小:橡胶材料容易和金属材料产生的粘结,经过硫化的橡胶材料,其能量贮存能力是同等质量下弹簧钢的150倍。因此,橡胶元件可以制成小的体积,且支承装置简单。
6、橡胶元件安装和拆卸比较简便,而且无需润滑,有利于维护和保养。
起动机冲击缓冲系统特性可以反映起动机抗冲击的能力。根据缓冲机理分析可知,可以根据测量起动过程中飞轮齿圈和壳体的冲击力来反映起动机冲击缓冲系统的特性。因此提出飞轮齿圈冲击试验方法和壳体冲击试验方法,从不同角度分析起动机冲击缓冲系统的特性。
1、飞轮齿圈冲击试验方法:对于飞轮齿圈处冲击力的测取,采用在发动机飞轮齿圈上安装一固定力臂,并在冲击力臂水平位置的正下方固定安装力传感器,当起动机起动时,冲击力通过起动机驱动齿轮传递到飞轮齿圈,继而传递到固定力臂,从而将飞轮齿圈处的冲击力测出。根据测取冲击力大幅值、冲击力大幅值的上升时间等指标来反映起动机冲击缓冲系统的特性。
2、壳体冲击试验方法:对于起动机壳体处的冲击力测取,采用一个摆架机构将起动机固定在摆架机构上,摆架机构一侧伸出一摆臂,摆臂下方设置一力传感器,摆臂与力传感器固定连接,从而将起动机起动过程中起动机壳体受到的冲击力测出。根据测取冲击力峰值、冲击力峰值的上升时间等指标来反映起动机冲击缓冲系统的特性。此外,基于对不同起动惯量和和转速与冲击力的关系,在飞轮齿圈处设置可调转动惯量装置和测速装置。