發(fā)動機配氣正時鏈傳動噪聲仿真


摘要
鑒于耐久性和使用壽命的要求，現(xiàn)代乘用車引擎的正時驅(qū)動系統(tǒng)往往配備鏈驅(qū)動。考慮到NVH，鏈傳動系統(tǒng)通常比同步帶傳統(tǒng)系統(tǒng)更有效。主要是由于多邊形效應(yīng)和相關(guān)的現(xiàn)象，比如鏈連接之間的嚙合，以及氣門導(dǎo)管和鏈輪之間的接觸或非接觸區(qū)域的影響，而導(dǎo)致一個不斷增加的發(fā)動機結(jié)構(gòu)勵磁。由于嚙合的頻率伴隨著多邊形效應(yīng)的產(chǎn)生，被激發(fā)的振動的相位基本上是狹隘的條帶狀，最后被認為是一個惱人的噪音。
本文介紹了整個正時驅(qū)動系統(tǒng)模型（MBS），包括一條驅(qū)動鏈，凸輪軸和所有連接著的單氣閥結(jié)構(gòu)。被研究的對象主要集中在鏈傳動的初級動態(tài)和傳遞到發(fā)動機結(jié)構(gòu)上的力。通過測試比較去評價MBS模型在初級鏈傳動的動力學(xué)性能和引起激勵誘因兩方面的有效性。


介紹

圖1表明的整個3缸DOHC汽油引擎的正時驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)就是本文要主要介紹的。傳動鏈位于引擎的前部，主要與下面的部分組成：

.曲軸/曲軸鏈輪（20/40齒），外形 按照德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN 8196

.緊邊的兩個導(dǎo)鏈板

.松邊的張緊器臂

.有8mm傾斜的套鏈和130鏈接































圖1 3缸DOHC汽油引擎的正時驅(qū)動系統(tǒng)
由于鏈?zhǔn)怯捎兄邢迌A斜度的鏈接組成，它與導(dǎo)軌和鏈輪一起，像一個多邊形。這會導(dǎo)致在鏈輪的回轉(zhuǎn)過程中，有效半徑有一個周期性的波動，從而導(dǎo)致了一個縱向的勵磁和連接跨越的橫向振動。此外，鏈輪齒面和鏈套在相對方向周期性的相對速度也會有產(chǎn)生影響。所有的這些影響就是通常所說的多邊形效應(yīng)。他們與嚙合頻率相似，而嚙合頻率是已知的，它等于任意鏈輪的旋轉(zhuǎn)頻率乘以它的齒數(shù)。
嚙合壓力和跨越振動經(jīng)由軸承，張緊器和導(dǎo)軌支撐裝置被傳遞到發(fā)動機內(nèi)部，最終輻射為空氣中傳播的噪聲，特別是當(dāng)多邊形激勵和發(fā)動機缸體的特征頻率相符合時，一個明顯令人不舒服的噪音就出現(xiàn)了。
在這篇文章中被提出的工作展現(xiàn)了一個MBS相關(guān)的方式去仿真鏈傳動和由于鏈傳動結(jié)構(gòu)上的勵磁，這也考慮到了上述的多邊形效應(yīng)。供學(xué)習(xí)用的MBS代碼是AVL軟件—TOCON，使用一個完全連接的正時模型去確保在凸輪軸軸和鏈傳動之間的一個正確的相互作用，而這種作用在回聲中是一個重要的因素。