扭轉減振器（Torsional Vibration Damper， TVD），也被稱為扭轉減振器或動力吸振器，是汽車發動機動力傳動系統中的關鍵部件，尤其廣泛應用于離合器從動盤或雙質量飛輪（DMF）中。其核心作用在于衰減發動機周期性點火沖擊帶來的扭轉振動，防止振動向變速箱傳遞，保護傳動系部件，提升駕乘舒適性（降低NVH - 噪聲、振動與聲振粗糙度）。科學、嚴謹的扭轉減振器測試是確保其設計有效、性能達標、壽命可靠的根本保障。

一、核心測試目標：為何測試至關重要？

1. 驗證動態特性： 確認減振器在不同工況下的扭轉剛度、阻尼角（滯后角）、遲滯特性（滯回曲線）是否滿足設計預期。這些特性直接影響其吸振效率和動力傳遞的平順性。
2. 評估減振效果： 定量測量其在不同轉速、負載、溫度下對特定階次（特別是發動機點火階次，如4缸機2階、6缸機1.5/3階）振動的衰減能力。
3. 保證疲勞壽命： 評估減振器在高周次、大振幅扭轉交變載荷下的耐久性，確保其在車輛全壽命周期內不會因疲勞而失效（如弧簧斷裂、阻尼介質老化/泄漏、摩擦副磨損過度）。
4. 研究溫度影響： 測定橡膠部件剛度/阻尼、硅油/油脂粘度等隨溫度變化的特性，確保高溫（發動機艙環境）和低溫（冷啟動）工況下的性能穩定性。
5. 檢測潛在缺陷： 識別產品在制造過程中的一致性（如彈簧預緊力、阻尼片間隙）、材料缺陷或裝配問題。
6. 支持產品開發與對標： 為新型減振器的設計優化、材料選擇、結構改進提供數據支撐，并與競品進行性能對標。

二、核心測試類型與方法

1. 動態特性測試（臺架試驗 - 核心基礎）
* 測試原理： 通常在扭振試驗臺上進行，主動端施加模擬發動機扭矩波動的激勵（正弦波或更真實的發動機點火激勵），被動端連接轉動慣量（模擬變速箱輸入慣量）。通過高精度扭矩傳感器、角度傳感器（編碼器）測量輸入輸出端的扭矩和角度。
* 關鍵參數測量：
* 剛度曲線（K）： 扭矩 (T) 與相對轉角 (θ) 的關系曲線。確定線性區剛度（N·m/deg）和非線性區特性（如弧簧雙級或多級剛度）。包括：
* 靜態剛度： 緩慢加載/卸載。
* 動態剛度： 在特定頻率、預載下的剛度。
* 阻尼特性：
* 遲滯曲線（滯回環）： 繪制在一個加載-卸載循環中扭矩與角度的關系圖。曲線的包絡面積代表阻尼耗散的能量。測試需在不同頻率、振幅、預載條件下進行。
* 阻尼角/滯后角 (β)： 理想彈性體扭矩與轉角相位差為0，阻尼的存在導致出現相位差。β是評估阻尼大小的關鍵指標，通常在3°-15°之間。
* 阻尼比 (ζ)： 評價阻尼強度的無量綱量。
* 設備關鍵要求： 高精度、寬頻帶（需覆蓋發動機激勵頻率范圍，如0-500Hz）、大扭矩/轉角范圍、溫度控制能力。

2. NVH（振動噪聲）性能測試
* 臺架NVH測試： 在扭振臺架或專用的傳動系NVH臺架上，測量被動端的角加速度、加速度、噪聲（傳遞路徑振動和輻射噪聲）。通過頻譜分析（FFT）和階次分析，重點觀察減振器對目標階次振動的衰減效果（如發動機2階或3階）。
* 整車轉轂測試/實車道路測試： 最終驗證實際裝車狀態下的減振效果。監測關鍵點（如方向盤、座椅導軌、變速箱殼體）的振動加速度級和噪聲級，重點關注特定轉速區域的共振點和目標階次的振動水平。對比有無/不同減振器效果。

3. 疲勞耐久性測試
* 扭轉疲勞試驗： 在扭振試驗臺上，對減振器施加高周次的交變扭矩載荷：
* 載荷譜模擬： 基于實測的車輛行駛工況（不同轉速、扭矩請求、換擋操作等）編制載荷譜。
* 恒定幅值試驗： 在設定的角度振幅、頻率、預載下持續運行，直至發生功能性破壞或達到預定循環次數（如數百萬或數千萬次）。
* 測試重點： 監測扭轉角是否漂移（永久變形）、內部異響、阻尼衰減（滯回環面積變化）、溫度變化。通過加速度傳感器監測內部異常振動或敲擊聲（弧簧斷裂前兆）。試驗后解體檢查彈簧斷裂、摩擦片磨損、連接件松動、阻尼介質泄漏等失效模式。
* 加速壽命測試： 通常會在更嚴苛的工況（增大振幅、提高溫度）下進行，以縮短測試周期。

4. 溫度特性測試
* 溫控環境室： 將減振器置于可控溫環境箱內（如-40°C到+120°C）。
* 測試內容：
* 測試不同溫度下的靜態剛度、動態剛度、滯回環特性。
* 對含硅油等介質的減振器，評估低溫冷啟動時的阻尼恢復速度（硅油可能變稠）。
* 評估高溫下阻尼材料/橡膠是否軟化導致性能下降或永久變形。

5. 其它專項測試
* 動靜摩擦力測試： 評估摩擦副的摩擦特性及其對滯回環起始段（靜摩擦轉為動摩擦）的影響。
* 偏置扭轉測試/側傾測試： 模擬傳動軸角度，評估對性能的影響。
* 耐介質/耐老化測試： 評估橡膠/塑料部件抵抗油液侵蝕和長期老化的能力。

三、測試標準與規范

• 國際/行業標準：
  • ISO: ISO 10768 (動力總成扭轉振動測量方法，可參考) 相關部分。
  • SAE: SAE J2720 (用于測量傳動系統阻尼特性)，SAE J2464 (隨機振動試驗)。
  • OEM廠商標準： 各主要整車廠（如VW、GM、Ford、Toyota等）均有針對減振器（尤其是離合器減振器和雙質量飛輪）的詳細測試規范（如VW PV 3626, PV 1453, GM GMW 14362等）。這些是最高優先級標準。
  • 供應商內部標準： 減振器制造商（如ZF Sachs, Valeo, LuK, BorgWarner）根據客戶要求及自身經驗制定的更為詳細的測試規程。