EXCITETimingDrive中张紧器的建模与标定-AVL.PDFVIP

EXCITE Timing Drive 中张紧器 的建模与标定 1 1 1 1 1 1 康黎云 ，潘涛 ，张伟 ，周捷 ，尹强 ，苑雷 （长安汽车动力研究院动力总成CAE 工程所，重庆渝北区双凤桥空港大道589 号，401120 ） [摘要]：对三种不同形式的自动张紧器的结构及张紧原理进行了说明。并分别对其建模与标 定的要点进行归纳总结，特别是对机械式自动张紧器的建模及标定过程进行了详细说明，对 液压式链条张紧器各项建模参数的灵敏度进行了比较。对组合式张紧器的液压元件建模思路 及建模的参数使用技巧进行说明。通过三个建模及标定案例，有助于正时及附件驱动系统的 动力学分析精度提高。 关键词： 自动张紧器 迟滞回线 建模 标定 主要软件：AVL EXCITE Timing Drive 1.前言 张紧器是皮带、链条传动系统上常用的保持装置，其特点是保持皮带、链条在传动过程 中可以拥有适当的张紧力，从而避免皮带打滑，或避免同步带发生跳齿、脱齿，或者是防止 链条松动、脱落，减轻链轮、链条磨损。张紧器的结构多种多样，一般分为固定式和自动式， 而自动张紧器因为可以在发动机运转时根据皮带或链条松紧程度做出自动补偿，从而可以进 一步降低初始预紧力，提高传动系统的NVH 品质及皮带或者链条的使用寿命。自动张紧器 已经越来越多地成为汽油机设计的首选方案，图1 是几种典型的自动张紧器结构。 a. 机械式皮带张紧器 b. 液压式链条张紧器 c. 机械-液压组合式皮带张紧器 图1 几种典型的自动张紧器 1 2.机械式皮带张紧器 机械式自动张紧器普遍用于附件传动系统中。主要结构如图2 所示，主要由皮带轮、摇 臂、阻尼片、弹簧、基座等组成。皮带轮通过轴承，轴销固定在摇臂上，摇臂、弹簧 （又称 扭转弹簧或回位弹簧）与基座通过铰链连接，摇臂与基座之间可相对转动。 张紧器在Timing Drive 中的建模可以分为两大步骤：一是确定单元及数量；二是确定单 元之间的连接关系。根据图2 展示的张紧器结构。根据张紧器物理结构，先把Timing Drive 中的通用单元表征基座、摇臂、带轮等，并在各质量单元之间建立轴承、弹簧等关系，如带 轮与摇臂之间建立Y 、Z 向轴承支撑，摇臂与基座之间除轴承支撑外，还有回位弹簧，最后 加上测试用的刚性杆，并让其按设定的频率给予摇臂激励，以验证该张紧器是否建模合理。 图2 机械式皮带张紧器爆炸图及结构剖面图 根据第1 方案计算得到的张紧器阻尼迟滞回线在1Hz、20Hz 及50Hz 的结果如图4 所示。 图示结果显示各频率下张紧器的阻尼迟滞回线差异非常明显，但供应商反馈的信息是不同频 率差异较小，且一般测试频率不高于 20Hz，图中第四条黑色曲线为供应商提供的20Hz 测 试结果，因此可以判断按第1 方案建立的模型不足以表征张紧器的特性。 Tensioner Hysteresis Curve 700 1Hz (N) 650 20