汽車發(fā)動機FEAD系統(tǒng)特性測試及仿真研究.pdf

1、汽車發(fā)動機前端附件驅動系統(tǒng)（Front End Accessory Drive System，F(xiàn)EAD系統(tǒng)）是一個給發(fā)動機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)動機交變扭矩、附件輪輸入的多變負載扭矩、零部件的加工誤差和安裝誤差以及機體溫度變化等因素的影響，在發(fā)動機運轉時會產生各類振動和噪聲，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)性能指標的測試以及系統(tǒng)的仿真對準確評

2、估發(fā)動機的狀態(tài)具有重要的意義?；谔摂M儀器的發(fā)動機前端輪系綜合測試分析系統(tǒng)使用通用的數據采集系統(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，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果顯示和輸出端口?；诙囿w動力學的前端輪系仿真方法采用成熟的多體動力學軟件，可以通過簡單的數據輸入界面完成復雜的皮帶、張緊器和各附件輪的仿真建模，同時兼顧計算效率和精度，是應用于實際多輪結構的前端輪系仿真的一種較

3、為可行和準確的方法。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的仿真方法完成FEAD系統(tǒng)的測試仿真。
　　論文的具體內容如下：
　　1.針對FEAD系統(tǒng)的各性能指標，研究可行的測試方法并選擇合適的傳感器和通用數據采集系統(tǒng)（HBM公司的QX系列通用數據采集系統(tǒng)），完成測試的硬件選型；
　　2.根據軟件項目開發(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-生產者/消費者框架編寫軟

4、件的框架，完成界面響應、測試、存儲、數據讀取、數據分析和報表生成等循環(huán)間的數據傳輸和指令控制邏輯，即兼顧了界面響應和功能拓展，又保證了在進行大規(guī)模數據運算時數據的完整性；
　　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行了標定，標定結果表明：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)動機臺架的七輪-帶FEAD系統(tǒng)進行測試，測量了FEAD系統(tǒng)皮帶的靜態(tài)張力、曲軸輪和電機輪的角振動、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，利用帶輪轉速計算帶-輪間的滑移率；對于外特性穩(wěn)態(tài)轉速工況、發(fā)動機部分負荷特性工況、勻變速工況和啟動工況的FEAD系統(tǒng)動態(tài)測試結果進行了測試和分析。