陳龍，王英杰，王三星，陳亮，歐陽彩云

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

引言

某發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)市場反饋出現(xiàn)正時(shí)系統(tǒng)跳齒的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)錯(cuò)亂，進(jìn)而使得發(fā)動(dòng)機(jī)氣門撞活塞，致使發(fā)動(dòng)機(jī)損壞，車輛無法正常工作，針對這一市場問題，對正時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。

1 布置設(shè)計(jì)模型

圖1 鏈傳動(dòng)系統(tǒng)三維模型

某汽油機(jī)機(jī)正時(shí)機(jī)構(gòu)為齒形皮帶和帶輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，模型如圖1所示，進(jìn)氣側(cè)帶有VVT調(diào)節(jié)器，在進(jìn)排氣皮帶輪兩側(cè)分別布置了張緊輪和惰輪組件。

1.1 皮帶和齒輪參數(shù)

帶輪參數(shù)見表1，皮帶參數(shù)見表2。前端正時(shí)機(jī)構(gòu)的空間布置尺寸如圖2，按圖所示的幾何尺寸進(jìn)行模型搭建。

表1 各帶輪參數(shù)

表2 皮帶參數(shù)

圖2 正時(shí)機(jī)構(gòu)空間布置圖

2 計(jì)算結(jié)果分析

2.1 皮帶受力情況

圖3 皮帶分析監(jiān)測點(diǎn)

圖4 各監(jiān)測點(diǎn)最大皮帶力

圖5 各監(jiān)測點(diǎn)最小皮帶力

圖6 slack span點(diǎn)皮帶振幅曲線

圖7 tensioner to intake cam點(diǎn)皮帶振幅曲線

圖8 intake cam to exhaust cam點(diǎn)皮帶振幅曲線

圖9 exhaust cam to idler點(diǎn)皮帶振幅曲線

圖10 tight span點(diǎn)皮帶振幅曲線

圖11 3500rpm皮帶軌跡線

按照皮帶連接方向，在相鄰的兩帶輪間的皮帶段上布置測點(diǎn)，如圖3，總共布置5個(gè)測點(diǎn)。然后分別統(tǒng)計(jì)以上測點(diǎn)處的皮帶力如圖4、5，以及各測點(diǎn)處的皮帶擺幅，如圖6-10。從各測點(diǎn)處的皮帶力曲線圖上可以得到，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4500rpm時(shí)，皮帶力在松邊達(dá)到1076N的最大值。各測點(diǎn)處的皮帶擺動(dòng)幅度，按照各段皮帶自由長度的10%為擺幅的限值，擺幅都在允許范圍內(nèi)，但張緊器和曲軸帶輪之間的皮帶段擺幅較大，如圖6，圖11所示的在3500rpm時(shí)皮帶的軌跡線同樣說明該段皮帶擺幅較大。

2.2 張緊器的位移

張緊器的張緊臂角位移結(jié)果如圖 12，最大值角位移為1.7。圖13為曲軸至排氣皮帶輪間皮帶段夾角相對角位移，圖14為曲軸至進(jìn)氣皮帶輪間皮帶段夾角相對角位移。

圖12 張緊臂角位移曲線

圖13 曲軸至排氣皮帶輪間皮帶段夾角相對角位移

圖14 曲軸至進(jìn)氣皮帶輪間皮帶段夾角相對角位移

3 結(jié)論

1）皮帶正時(shí)機(jī)構(gòu)的固有頻率為175Hz，計(jì)算結(jié)果顯示，在整個(gè)計(jì)算轉(zhuǎn)速范圍并內(nèi)沒有明顯的高振幅共振現(xiàn)象發(fā)生；

2）在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 4500rpm時(shí)，皮帶力在松邊達(dá)到1076N的最大值；

3）皮帶的擺幅在限值范圍內(nèi)，但有局部振動(dòng)仍然較為強(qiáng)烈；

通過上述對正時(shí)系統(tǒng)的仿真及測試分析，為正時(shí)系統(tǒng)跳齒問題的解決提供了研究方向，同時(shí)也為相關(guān)問題的解決提供了參考。