CN102854016B - 测试发动机轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测试发动机轮系皮带抖动、皮带滑移和涨紧轮摆角的方法，利用激光位移传感器采集各带轮之间的皮带中间位置的皮带抖动位移，即可得到各带轮之间的皮带抖动量D；利用激光转速传感器测试采集主动轮的转速V_Driver和从动轮的转速V_Driven，通过下述公式计算得到从动轮上的皮带滑移率S，式中，V_Driver为轮系主动轮转速，V_Driven为轮系从动轮转速，i为主、从动轮传动比，然后，利用激光加速度传感器采集涨紧轮摆动方向的加速度时域信号，通过快速傅立叶变换得到加速度频域信号，找出峰值即幅值A及峰值处的频率f；计算自动涨紧轮的最大摆角θ：

Description

测试发动机轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角的方法

技术领域

本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及到一种测试发动机轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角的方法。

背景技术

目前，随着汽车领域技术的不断发展，发动机驱动轮系越来越复杂。在满足OEM整车布置、冷却和传动速比要求的同时，还得满足前端轮系使用可靠性的要求。发动机的前端轮系的考核大多使用耐久试验来验证其性能优劣，前期都没有一套系统的试验方法来评价其性能的好坏。为了在发动机轮系开发前期可以有效地预防前端轮系皮带的运动干涉、打滑、异响等异常现象，检验其是否满足使用可靠性的要求，需要一种测试发动机前端轮系皮带抖动量、皮带滑移率和涨紧轮摆角的方法。

发明内容

本发明的目的是为检验发动机轮系是否满足其可靠使用的要求，而提出的一种测试发动机轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角的方法。

本发明所采用的技术方案如下：本发明给出的一种测试发动机轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角的方法，包括测试发动机轮系中各带轮之间的皮带抖动量D、各从动轮上的皮带滑移率S和涨紧轮的摆角θ，方法如下：

1)发动机前端轮系皮带抖动量的测试方法:

利用激光位移传感器采集各带轮之间的皮带中间位置的皮带抖动位移，即可得到各带轮之间的皮带抖动量D；

2)发动机前端轮系皮带滑移率的测试方法：

根据主动轮的有效直径D_Driver和从动轮的有效直径D_Driven，得到主从动轮的传动比i，

$i=\frac{D_{\mathrm{Driver}}}{D_{\mathrm{Driven}}};$

利用激光转速传感器采集主动轮的转速V_Driver和从动轮的转速V_Driven，根据主、从动轮的传动比i，用下述公式计算得到从动轮上的皮带滑移率S，

$S=\frac{V_{\mathrm{Driver}}*i-V_{\mathrm{Driven}}}{V_{\mathrm{Driver}}*i}\×100\%;$

3)发动机前端轮系涨紧轮摆角θ的测试方法：

首先，确定自动涨紧轮摆动的幅值A及频率f：利用激光加速度传感器采集涨紧轮摆动方向的加速度时域信号，通过快速傅立叶变换得到加速度频域信号，找出峰值即幅值A及峰值处的频率f；

然后，计算自动涨紧轮的最大摆角θ：

$\mathrm{\θ}=\frac{57.3*A}{{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2*r}$

式中，A为频域下涨紧轮摆动加速度幅值，f为频域下幅值A的频率，r为涨紧轮摆动半径。

本发明的技术效果如下：通过本发明的方法在整机3D模型上完成了虚拟装配和干涉检查、模态分析、结构应力分析、螺栓连接分析等全部通过，可生产样件进行前端轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角测试。该方法可有效预防轮系皮带异响和失效等现象的发生，并大量节约耐久试验的时间和费用。本发明为发动机轮系的设计开发和可靠性试验验证提供有效支持，并节约大量的耐久试验时间和费用。

附图说明

图1是本发明测试轮系示意图。

图2是本发明涨紧轮运动摆角示意图。

具体实施方式

图1是本发明测试轮系示意图：1-曲轴带轮、2-风扇带轮、3-发动机、4-水泵、5-自动涨紧轮、6-皮带，下面结合附图对本发明实施例作进一步描述。

图2是本发明涨紧轮运动摆角示意图：5a是涨紧轮安装座，5b是涨紧轮，θ是涨紧轮的摆角，r为涨紧轮摆动半径。

1：发动机前端轮系皮带抖动量测试方法:

参见图1，测试曲轴带轮1和风扇带轮2之间的皮带抖动量D。

在发动机停机状态时，把整个轮系中皮带的最大跨距处作为测试对象，在测试皮带的中间位置处做上测试标记。

把曲轴带轮1和风扇带轮2之间的皮带中间位置作为皮带抖动量D的测试对象，把激光位移传感器的光束与皮带表面保持垂直，采集此位置的皮带抖动位移量，即可实现曲轴带轮1和风扇带轮2之间的皮带抖动量D的测试。其他带轮之间的皮带抖动量D也按照此方法完成。

2：发动机前端轮系皮带滑移率测试方法：

参见图1，测试风扇带轮2上的皮带滑移率S时，将曲轴带轮1作为主动轮，风扇带轮2作为从动轮，根据主、从动轮的有效直径D_Driver和D_Driven，得到主从动轮的传动比i；

利用激光转速传感器测试发动机在测试工况下主动轮V_Driver和从动轮V_Driven，根据主从动轮的传动比i，用下述公式计算得到从动轮上的皮带滑移率S：

$S=\frac{V_{\mathrm{Driver}}*i-V_{\mathrm{Driven}}}{V_{\mathrm{Driver}}*i}\×100\%;$

其他带轮上的皮带滑移率也按照此方法完成的。

3：发动机前端轮系涨紧轮摆角测试方法：

参见图1和图2，测试轮系中涨紧轮摆角，在自动涨紧轮5的涨紧轮5b轴心上安装激光加速度传感器，具体位置见图2的O点，采集涨紧轮摆动方向的加速度时域信号，通过快速傅立叶变换得到加速度频域信号，找出频域信号下的峰值即自动涨紧轮摆动的幅值A及峰值处的频率f。

按下式计算自动涨紧轮的最大摆角θ：

$\mathrm{\θ}=\frac{57.3*A}{{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2*r}$

式中，r为涨紧轮摆动半径。

Claims (1)

1.一种测试发动机轮系皮带抖动、滑移和涨紧轮摆角的方法，包括测试发动机轮系中各带轮之间的皮带抖动量D、各从动轮上的皮带滑移率S和涨紧轮的摆角θ，方法如下：

1）发动机前端轮系皮带抖动量的测试方法:

利用激光位移传感器采集各带轮之间的皮带中间位置的皮带抖动位移，即可得到各带轮之间的皮带抖动量D；

2）发动机前端轮系皮带滑移率的测试方法：

根据主动轮的有效直径D_Driver和从动轮的有效直径D_Driven，得到主从动轮的传动比i，

$i=\frac{D_{\mathrm{Driver}}}{D_{\mathrm{Driven}}};$

利用激光转速传感器采集主动轮的转速V_Driver和从动轮的转速V_Driven，根据主、从动轮的传动比i，用下述公式计算得到从动轮上的皮带滑移率S，

$S=\frac{D_{\mathrm{Driver}}*i-V_{\mathrm{Driven}}}{V_{\mathrm{Driver}}*i}\×100\%,$

3）发动机前端轮系涨紧轮摆角θ的测试方法：

首先，确定自动涨紧轮摆动的幅值A及频率f：利用激光加速度传感器采集涨紧轮摆动方向的加速度时域信号，通过快速傅立叶变换得到加速度频域信号，找出峰值即幅值A及峰值处的频率f；

然后，计算自动涨紧轮的最大摆角θ：

$\mathrm{\θ}=\frac{57.3*A}{{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^2*r}$

式中，A为频域下涨紧轮摆动加速度幅值，f为频域下幅值A的频率，r为涨紧轮摆动半径。