某發動機降低正時皮帶振動優化設計

孟憲昌 陳曦 羅亞偉

摘 要：正時皮帶的正常運轉是保證發動機正常工作的關鍵。在發動機工作過程中，影響正時皮帶可靠性的主要是正時皮帶的振動。文章通過對試驗測試對某發動機正時皮帶振動振幅進行分析，對比不同方案的優化效果，確保正時皮帶運行的可靠性。

關鍵詞：正時皮帶;振動;試驗

中圖分類號：U464 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）19-136-02

Optimization Design for Reducing Timing Belt Vibration of an Engine

Meng Xianchang， Chen Xi， Luo Yawei

（ Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： The normal operation of timing belt is the key to ensure the normal operation of gas engine. The vibration of timing belt is the main factor affecting the reliability of timing belt during engine operation. In this paper， the vibration amplitude of timing belt of an engine is analyzed through the test， and the optimization effect of different schemes is compared to ensure the reliability of timing belt operation.

Keywords： Time belt; Vibration; Test

CLC NO.： U464 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-136-02

前言

正時皮帶是發動機重要的零部件，其與鏈傳動和齒輪傳動相比，具有噪音小、質量輕、無滑差同步傳動、不需要潤滑油、可多軸傳動等優點，滿足汽車發動機正時系統精確定時的要求，所以正時皮帶在汽車發動機上尤其轎車發動機的應用前景十分廣闊。

本文討論某發動機正時傳動機構優化設計，在臺架上進行正時系統測試，驗證正時系統優化設計是否滿足設計要求。

1 正時驅動系統布置

某發動機正時驅動系統包括曲軸皮帶輪、凸輪軸皮帶輪、噴油泵皮帶輪及張緊輪和惰輪。曲軸皮帶輪與噴油泵皮帶輪之間、凸輪軸皮帶輪與噴油泵皮帶輪之間，皮帶跨度較大，正時皮帶共振頻率較低，為提升正時皮帶共振頻率，在凸輪軸皮帶輪與噴油泵皮帶輪之間設計一個惰輪縮短正時皮帶跨距，在曲軸皮帶輪與噴油泵皮帶輪之間設置一個張緊輪維持正時皮帶張緊力，從而減小正時皮帶振幅，確保正時皮帶工作可靠性。最終確定的張緊機構位置見圖1。

2 正時系統測試

定義噴油泵初始相位為“0”，逆時針為正（CW），逆時針為負（CCW），如圖2所示。

在發動機臺架上進行正時驅動系統測試，對噴油泵正時相位進行優化設計，圖3為發動機上試驗傳感器布置。

傳感器布置完成后，發動機在全負荷情況下，用1分鐘時間發動機轉速從怠速升至額定轉速，分別測試不同噴油泵正時相位在此工況下的曲軸皮帶輪角振動如圖4所示、凸輪軸皮帶輪角振動如圖5所示、噴油泵皮帶輪角振動如圖6所示及正時皮帶抖動振幅如圖7所示。

發動機正時系統測試結果顯示，油泵的位置對系統的動態性能（包括凸輪軸、噴油泵的角震動和皮帶橫向振動）有影響;曲軸到油泵段皮帶橫向振動都比較小;在噴油泵順時針第16齒位置，整個系統的動態性能最好，如表1所示。

3 結論

為了降低正時驅動系統穩定性，提供發動機可靠性，本文在發動機正時驅動系統上進行優化設計，完成增加噴油泵正時相位的優化方案，然后利用發動機臺架對此發動機正時驅動系統進行測試以及可靠性驗證。最后，確定了最優方案，凸輪軸角振動由1.26deg/rpm降低至0.35deg/rpm，噴油泵角振動由1.25deg/rpm降低至0.22deg/rpm，正時皮帶振動量由12mm降低至4mm。