汽車發(fā)動機(jī)FEAD系統(tǒng)特性測試及仿真研究.pdf

1、汽車發(fā)動機(jī)前端附件驅(qū)動系統(tǒng)（Front End Accessory Drive System，F(xiàn)EAD系統(tǒng)）是一個給發(fā)動機(jī)各附件提供工作動力的帶傳動系統(tǒng)，其受到曲軸傳入的發(fā)動機(jī)交變扭矩、附件輪輸入的多變負(fù)載扭矩、零部件的加工誤差和安裝誤差以及機(jī)體溫度變化等因素的影響，在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生各類振動和噪聲，極大的影響各附件系統(tǒng)的工作效率、皮帶以及各附件輪軸承的工作壽命和整車的NVH性能。因此，F(xiàn)EAD系統(tǒng)性能指標(biāo)的測試以及系統(tǒng)的仿真對準(zhǔn)確評

2、估發(fā)動機(jī)的狀態(tài)具有重要的意義?；谔摂M儀器的發(fā)動機(jī)前端輪系綜合測試分析系統(tǒng)使用通用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和可編程的測試分析軟件，能夠以較低的成本快速便捷的完成測試任務(wù)，且具有較高的計算精度，同時具備可自行定制信號分析方法以及具有豐富的結(jié)果顯示和輸出端口?；诙囿w動力學(xué)的前端輪系仿真方法采用成熟的多體動力學(xué)軟件，可以通過簡單的數(shù)據(jù)輸入界面完成復(fù)雜的皮帶、張緊器和各附件輪的仿真建模，同時兼顧計算效率和精度，是應(yīng)用于實際多輪結(jié)構(gòu)的前端輪系仿真的一種較

3、為可行和準(zhǔn)確的方法。本文采用基于虛擬儀器的前端輪系測試方法以及基于多體動力學(xué)的仿真方法完成FEAD系統(tǒng)的測試仿真。
　　論文的具體內(nèi)容如下：
　　1.針對FEAD系統(tǒng)的各性能指標(biāo)，研究可行的測試方法并選擇合適的傳感器和通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（HBM公司的QX系列通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），完成測試的硬件選型；
　　2.根據(jù)軟件項目開發(fā)管理的原則完成軟件的需求分析，初步規(guī)劃軟件的功能模塊，采用基于隊列的狀態(tài)機(jī)-生產(chǎn)者/消費(fèi)者框架編寫軟

4、件的框架，完成界面響應(yīng)、測試、存儲、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)分析和報表生成等循環(huán)間的數(shù)據(jù)傳輸和指令控制邏輯，即兼顧了界面響應(yīng)和功能拓展，又保證了在進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)運(yùn)算時數(shù)據(jù)的完整性；
　　3.對主要的信號計算和分析方法作了原理的闡述和軟件編程實現(xiàn)的說明，主要包括：角振動計算模塊、信號預(yù)處理模塊、階次分析模塊以及報表生成模塊等，并對角振動計算模塊進(jìn)行了標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果表明：對于單階次角振動仿真信號，模塊計算相對誤差在3.52％，對于復(fù)雜角振動仿真

5、信號，其角振動角位移計算的絕對誤差小于0.015deg；
　　4.利用完成的測試分析軟件對發(fā)動機(jī)臺架的七輪-帶FEAD系統(tǒng)進(jìn)行測試，測量了FEAD系統(tǒng)皮帶的靜態(tài)張力、曲軸輪和電機(jī)輪的角振動、張緊臂的擺動、張緊輪軸承載荷和皮帶的橫向振動，利用張緊輪軸承載荷換算張緊輪兩端皮帶的張力，利用帶輪轉(zhuǎn)速計算帶-輪間的滑移率；對于外特性穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速工況、發(fā)動機(jī)部分負(fù)荷特性工況、勻變速工況和啟動工況的FEAD系統(tǒng)動態(tài)測試結(jié)果進(jìn)行了測試和分析。