曲轴扭转减振器和发动机前端附件驱动系统.docx
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曲轴扭转减振器和发动机前端附件驱动系统
汽车发动机前端附件驱动系统
和
主机厂的同步开发
1.发动机前端附件驱动系统
发动机前端附件驱动零部件
1.1附件驱动系统的零部件
**1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
1.1.2张紧轮
1.1.3发动机单向离合器（OAP）、
单向离合器与去耦器（OAP
1.1.4惰轮
1.2发动机前端附件驱动系统
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•**单级的扭转减振器（1/2）
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•单级的扭转减振器（2/2）
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•**多级的扭转减振器（1/3）
两级并联型扭转减振器
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•多级的扭转减振器（2/3）
三级并联型扭转减振器
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•多级的扭转减振器（3/3）
两级串联式扭转减振器
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•**硅油－橡胶复合扭转减振器
1.1.1曲轴系统扭转减振器、弯－扭复合减振器
•弯曲－扭转复合减振器
1.1.1曲轴系统扭转减振器的设计计算
•
（1）确定物理模型及其参数
1.1.1曲轴系统扭转减振器的设计计算
•
（2）计算原系统的固有频率
-------计算结果-------
频率（Hz）
04271116.41664.81988.1
振型向量
2.4272-6.82806.07914.2696-2.0514
2.4272-5.6851-0.8878-6.61105.4038
2.4272-3.5907-6.8373-0.6442-6.7793
2.4272-0.8952-4.95096.96435.6746
2.42721.13360.4399-0.2653-0.1499
1.1.1曲轴系统扭转减振器的设计计算
•（3）按照第一阶固有频率等效的原则确定等效系统1dof系统的转动惯量和刚度
1.1.1曲轴系统扭转减振器的设计计算
•（4）进行扭转减振器惯性环的转动惯量、刚度和阻尼的匹配设计
⎧μ=
（转动惯量比值）I/
d
⎪
⎪p
ξ==
（频率定调比）d
⎪
⎪p
⎨
⎪
ς
（减振器阻尼系数比）
⎪
d
⎪
⎪λ=ω
（激振频率比）/p
⎩
I
k
d
/
/
k
n
d
p
=
I
d
I
=
=
c
d
2I
d
k
I
d
d
I
k
p
1.1.1曲轴系统扭转减振器的设计计算
•（4）进行扭转减振器惯性环的转动惯量、刚度和阻尼的匹配设计
10
1
8
2
3
6
4
5
4
2
0
0.000.250.500.751.001.251.501.752.0
λ
实际=0.04~0.07
2.单级具有最优频率比和阻尼系数比（0.27）3.单级具有最
优频率比和实际阻尼系数比4.两级具有优化设计参数5.三级
具有优化设计参数
•（5）曲轴系统强迫振动计算
60
50
40
30
20
10
0
-200-1000100200300400500600700
（a）在发动机不同的转速时
候，曲轴转角和气缸内压
力的关系
（b）往复惯性质量，曲柄连杆的
几何尺寸等。
•（5）曲轴系统强迫振动计算
0.7
0.511.522.5
33.544.55
0.6
5.566.577.5
88.5Total
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
100020003000400050006000
曲轴转速（r/min）
•（5）曲轴减振器和曲轴扭转角位移的实验
•扭转减振器固有频率的测试
设备：
MTS851（最高激振频率达到1000Hz）（直线运动转换为扭转运
动）
测试工况：
要求频率121Hz+/-11Hz
对内圈进行激振：
+/-0.15度
环境温度：
60摄氏度
•（5）曲轴减振器和曲轴扭转角位移的实验
•扭转减振器固有频率的测试
设备：
MTS851（最高激振频率达到1000Hz）（直线运动转换为扭转运
动）
•（5）曲轴减振器和曲轴扭转角位移的实验
•扭转减振器疲劳强度的测试
设备：
MTS扭转试验台
•（5）曲轴减振器和曲轴扭转角位移的实验
•曲轴前端扭转角位移的测量
设备：
BBM扭转振动测试系统
光电编码器的安装
•（5）曲轴减振器和曲轴扭转角位移的实验
•曲轴前端扭转角位移的测量
与主机厂同步开发扭转减振器的内容与案例
同步开发内容：
（1）曲轴减振器固有频率的测试（包括CKD件）
（2）曲轴系统固有频率的计算与测试
（3）曲轴减振器的设计、制造、性能测试与疲
劳测试
（疲劳测试包括：
MTS实验台上测试，在发动机
台架上进行疲劳测试和在实车上进行疲劳测试）
（4）曲轴前端扭转角位移的测试
（实车或者发动机台架）
1.2发动机前端附件驱动系统的研发
要具有系统匹配设计的理念
1.2发动机前端附件驱动系统的研发
计算与测试分析
物理参数：
皮带的弹性模量、张紧轮和OAD扭
振弹簧的刚度、皮带的张力等。
1.2发动机前端附件驱动系统的研发
计算与测试分析
测量或计算分析的参数
（a）曲轴的转速；OAD皮带轮的转速；发电机转子的转速；
（b）ID轮轮轴的载荷，由此可以计
算出CS和AC轮之间带的张紧力；
（c）张紧轮摇臂的角度
以上所用的测量均同步，计算分析的软件为：
Simdrive。
由实验结果和计算结果来评价附件驱动系统的NVH效果
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