搭載有OAP的發電機在發動機上的應用

王德成，隋鵬超，曾 超，程 市，王俊然

（1.內燃機可靠性國家重點實驗室，山東 濰坊 261061；2.濰柴動力股份有限公司，山東 濰坊 261061）

0 引言

柴油機前端附件驅動系統（Front End Accessory Drive System，FEADS）中，由多楔帶傳動的附件增多，且用戶對整車舒適性的要求越來越高，使得發動機設計之初需提升速比或采用大功耗附件。單向離合器可降低附件不規則振動［1］，本文從FEAD附件轉速波動展開，指出了對動態性能影響較大的關鍵因素之一——等效轉動慣量，并采用Simdrive仿真軟件對比分析了搭載剛輪、超越離合器（Overrunning Alternator Pulley，OAP）結構的發電機在FEADS上的表現。

1 前端附件轉速波動

1.1 轉速波動的由來

四沖程發動機，曲軸每轉2周，激勵力矩變化1次，導致曲軸系扭轉振動頻率是曲軸轉頻的一半［2］。某直列六缸發動機，角位移及相位角可由式（1）得出：

其中：n0為基準轉速；j為階數，j＝0.5，1，1.5，…；Aj為第j階角位移幅值；t為時間；φj為第j階相位角。

1.2 轉速波動對FEADS的影響

發動機突加速時，為維持帶傳動系統所需張力，自動張緊器擺動以增大相鄰帶輪的包角；發動機突減速時，裝有剛輪的附件短時間內保持原有運動，緊邊被“放松”，松邊被“拉緊”，導致帶段皮帶跳動增大、自動張緊器向安裝位置方向擺動。長此以往，會導致帶與帶輪拍擊、自動張緊器阻尼磨損加劇，最終影響FEADS性能。附件輪上的轉矩變化如式（2）所示［3］：

其中：Ttq為附件輪轉矩；Iacc為附件轉子部分的慣性矩；A為發動機轉速振幅；ωacc為附件輪角速度；ωcrk為曲軸輪角速度；i為速比。將附件轉子的轉動慣量與速比平方的乘積稱為附件等效轉動慣量，由此可知，附件輪的動態轉矩與附件等效轉動慣量成正比。……