多轴齿形链系统曲线张紧约束布局设计及其张紧特性的研究

曲线张紧是汽车发动机正时链系统的常见约束方式,其布局设计直接关系到正时链系统的振动特性、噪声特性、平顺特性。通过某款发动机正时齿形链系统设计实例,解析了三轴系统的链条张力特点,并进行了张紧器的张紧力与松边张力的定量描述。通过缸盖反拖系统试验台测试了不同转速条件下的张紧力,以及特定转速的曲轴转矩,得到了正时链系统的载荷循环特性。结果表明,在保证正时链系统动力性能的基础上,张紧约束应综合考虑吸纳正时链的磨损伸长,以及张紧力的施力方向,还要兼顾正时链的静强度安全裕度。研究结论对链条在汽车发动机中的应用具有重要意义,同时对多轴系的链传动系统设计也具有一定的借鉴作用。     

正时链张紧器机油消耗量计算

张紧器是发动机正时链系统的关键部件,安装在链条的松边,起到张紧链条的作用。张紧器是一个典型的弹簧阻尼系统,阻尼油腔依赖于发动机润滑系统供油,如果供油不足,油腔中吸入空气,张紧器就会发软。发软的张紧器不仅会产生敲击噪音,而且会引起系统振动冲击从而损伤相关部件。因此张紧器机油供应量必须根据具体的应用进行设计。本文通过正时系统的受力分析得到张紧器柱塞波动幅值和机油需求量。分析发现张紧器柱塞波动幅值与转速成反比,因此低速时柱塞波动幅值最大。在本例中,发动机转速越低,张紧器需要的机油流量越大。低转速时润滑油供应设计应该特别关注张紧器的机油需求量。     

发动机正时链系统设计方法

研究了发动机正时链系统的开发流程及正时链条工作张力设计计算方法,并给出了正时链系统在总体布局设计时正时链条、导轨及张紧器等主要零部件的设计技术要点,同时对设计后的正时链传动系统进行了仿真分析,优化系统各零部件的结构及受力状态,达到较佳的传动效果,以满足发动机对"高性能"、"低噪声"的要求。试验研究结果表明,该设计方法是实用的和可行的。     

燃油泵凸轮相位对正时驱动系统影响的研究

为探求燃油泵凸轮相位对正时驱动系统的影响,本研究建立了正时驱动系统CAE模型,在原有设计的基础上,对比分析了不同燃油泵凸轮偏移角下正时链条载荷、液压张紧器载荷和活塞位移。研究结果表明,燃油泵凸轮偏移角在很大程度上影响正时链条的可靠性和液压张紧器的动态响应,当燃油泵凸轮最大升程位置处于两个气门升程重叠区域时链条载荷小,可靠性高,液压张紧器载荷小,动态响应小,有利于系统可靠、稳定地工作,对改进燃油泵凸轮设计具有指导意义。     

汽车链磨损后的爬高对正时系统设计的影响

分析了汽车链的服役条件及其失效形式,探讨了汽车链磨损后的爬高现象,研究了爬高现象对正时系统中张紧器和阻尼器导板设计的影响。研究表明:在设计和安装紧边阻尼板时应考虑不能过长;而链条松边张紧器的曲率半径应根据汽车链的磨损伸长率设计,张紧器工作行程也相应有所变化,这样既有利于在链条使用全过程中张紧作用的有效发挥,又有利于提高容纳磨损伸长的能力以及确保磨损伸长后的链条与张紧板摩擦运动的通畅性。     

发动机正时系统失效模式分析

对正时系统失效模式进行了分类,并把失效模式产生的内部因素和外部环境因素进行了详细识别,结合78个售后发动机正时系统的失效汇总,给出了正时系统中失效频率最高的零件、产生失效的最主要原因以及最常见的失效后果。锁定了张紧器和链条是正时系统中失效频率最高的零部件,异响是正时系统最常见的失效后果。     

大型链条磨损跑合试验台及其测控系统的研制

为测试滚子链的耐久性、使用寿命等性能,基于功率流封闭原理,为滚子链条磨损跑合试验设计了一套自动试验台。采用链轮错齿法,通过计算机控制张紧及夹持装置,对被试链条和陪试链条进行转矩加载,实现试验系统功率流封闭。为实现该试验台自动张紧和夹持功能,设计了液压及计算机测控系统,为满足不同型号链条的试验条件,对所需张紧油缸和夹持油缸进行了设计选型。通过零件加工和购买所需元件,搭建了试验台样机,并利用其对滚子链进行磨损跑合试验,结果表明,其能满足不同型号的滚子链试验条件,且能耗低,运行可靠。     

带VVT发动机正时传动系统的振动特性研究

针对某款2.0L VVT发动机正时皮带传动系统的振动与可靠性问题,从力平衡观点出发,对正时传动系统力学模型进行简化,快速找到影响正时传动系统振动的外部激励因素.通过减小凸轮轴负载力矩波动、减小VVT动态调节的震荡及优化张紧器结构参数等措施,降低了正时传动系统振动,降低了正时张紧器摆幅,解决了正时张紧器和皮带磨损失效问题;确定了正时传动系统振动的关键指标,并通过了发动机可靠性试验验证.     

基于Virtual Engine的正时系统动力学分析

本文应用Virtual Engine软件对某汽油机正时系统进行动力学分析。考虑链条张紧力,张紧器位移等性能需求,以及VVT的影响等优化选取高压油泵凸轮相位角,并通过试验手段,评价该分析结果的有效性。     

汽车发动机正时链系统噪声特性分析

汽车发动机配气正时机构的噪声是发动机机械噪声的主要来源之一,直接关系到发动机的动力性能。通过发动机缸盖反拖系统试验台,进行了润滑油温度、润滑油压力、曲轴转速等在不同交叉组合条件下的噪声特性测试,提出了获取正时传动噪声特性的新的试验手段和方法,试验过程专注于正时传动链条以及凸轮轴的机械噪声,与其他形式的链传动噪声试验相比,更加接近于正时链系统实际运行的工况。研究表明,通过改变张紧器油压和润滑油温度能够有效降低正时传动系统整体噪声水平,对正时传动系统的研发具有重要参考价值。     

Tension management in cable transmission systems for remote manipulators

This paper presents the design of a novel kinematic tensioning system to remedy the situation where the input-output relation in the cable transmission for a remotely operated multi-link end-effector is compromised due to the onset of slack. The actuation of multi-link end-effectors in remote manipulators via cable transmission exhibits loss of tension and slack generation on the non-driving side of the cable transmission. This paper outlines an analytical formulation of the kinematic component of slack resulting from the geometry of the end-effector links that are serially connected. If left unaddressed, cable slack adversely impacts transmission stiffness and produces backlash at the end-effector wherein for a fixed input, the output can move freely over a range of motion (i.e. dead-band). In case of articulating instruments for minimally invasive surgery, this limits the ability to position and orient the end-effector precisely, the ability to effectively transmit forces via the end-effectors to the surrounding tissues, and the tactile feedback to the user operating the instrument. To overcome these limitations, this paper presents a simple solution that effectively mitigates slack on the non-driving side of a cable transmission between a driving pulley and a multi-link end-effector with minimal cost or complexity. The proposed design uses a driving pulley modified with tensioner extensions to alter the transmission path, which provides a kinematic or geometric solution in contrast to the various spring based solutions that have several drawbacks. Based on a derivation of slack in the system, a design optimization is performed to generate the key dimensions of the tensioning system that minimizes slack without causing over-constraint. An experimental setup is designed and fabricated to validate the slack predictions in the cable transmission system for a multi-link end-effector, without and with the proposed tensioner. The experimental measurements demonstrate the efficacy of the proposed solution.     

斜齿正时皮带传动的噪音和寿命

一种新的降低噪音的斜齿正时皮带已经被开发,本研究采用一种曲线齿廓分别设计了斜角为3°、5°和10°的三种皮带.把这些正时皮带的噪音和寿命与斜角为0°的常规正时皮带进行了比较.这些具有斜角为5°和10°的新型斜齿皮带的噪音比常规带低5 dB(A).设置装配张力传递动力时带松边张力最低,对各型带的寿命几乎相同.本研究结果表明,在实际应用中如果噪音是关键要素,则应选用斜齿带.     

Dynamic Modeling of a Roller Chain Drive System Considering the Flexibility of Input Shaft

Roller chain drives are widely used in various high-speed, high-load and power transmission applications, but their complex dynamic behavior is not well researched. Most studies were only focused on the analysis of the vibration of chain tight span, and in these models, many factors are neglected. In this paper, a mathematical model is developed to calculate the dynamic response of a roller chain drive working at constant or variable speed condition. In the model, the complete chain transmission with two sprockets and the necessary tight and slack spans is used. The effect of the flexibility of input shaft on dynamic response of the chain system is taken into account, as well as the elastic deformation in the chain, the inertial forces, the gravity and the torque on driven shaft. The nonlinear equations of movement are derived from using Lagrange equations and solved numerically. Given the center distance and the two initial position angles of teeth on driving and driven sprockets corresponding to the first seating roller on each side of the tight span, dynamics of any roller chain drive with two sprockets and two spans can be analyzed by the procedure. Finally, a numerical example is given and the validity of the procedure developed is demonstrated by analyzing the dynamic behavior of a typical roller chain drive. The model can well simulate the transverse and longitudinal vibration of the chain spans and the torsional vibration of the sprockets. This study can provide an effective method for the analysis of the dynamic characteristics of all the chain drive systems.     

汽车发动机正时链系统失效分析

通过对发动机正时链条试验后的滚子、套筒及销轴的显微硬度试验及表面磨损形貌SEM的失效分析,并对破碎的滚子断口及滚子表面的微裂纹进行了形貌诊断。结果表明:正时链条在工作中滚子的断裂及疲劳剥落、套筒内的疲劳点蚀和氧化磨损、销轴的氧化及微动磨损是正时链系统失效的主要原因;系统中的链条出现的氧化点蚀、犁沟磨损及疲劳磨损等特征是系统中磨损的主要机制;链条在加工过程中存在的纵向划痕及滚子边缘部位台阶处的应力集中是影响链条使用寿命的主要因素。     

非圆链轮节曲线优选

探讨了非圆链轮传动中，基于理论松弛量的非圆链轮节曲线的优选，建立了在最小理论松弛量时，非圆链轮节曲线优选的数学模型，并利用C语言编程进行了实例分析，得出了最优非圆链轮节曲线的切线极坐标方程。     

链传动在汽车发动机上的应用

阐述了正时链系统在汽车发动机上应用的特点,介绍了汽车发动机正时链的分类及其服役工况,预测了汽车发动机正时链系统的国内外市场需求,分析了国内汽车发动机正时链系统的研发状况及其发展趋势,展望了全面实现我国汽车链传动国产化的前景.     

基于最小理论松弛量的非圆链轮传动节曲线综合

探讨了非圆链轮传动中，具有最小理论松弛量时，链轮节曲线的综合，建立了相应的数学模型，并通过C语言编程进行了实例分析，得出了基于最小理论松弛量时的最佳非圆链轮节曲线。     

基于FAHP和改进蚁群算法的网络化制造资源链构建研究

网络化制造资源集成共享与优化配置主要包括协同制造总任务的分解、单任务驱动的制造资源的评价选择、时序约束关联单任务链驱动制造资源链的构建三个阶段。首先根据协同制造总任务分解的特点,提出了跨组织协同制造任务分解过程模型和相应的分解算法。然后提出了单任务约束驱动网络化制造资源评价指标体系与评价算法,在此基础上对单任务驱动检索的候选资源集,提出了基于改进蚁群算法的时序约束关联单任务链驱动网络化制造资源服务链构建模型与算法。最后通过仿真算例说明了研究成果的有效性。     

发动机正时链系统优化设计计算

提出了正时系统设计时所要考虑的边界条件,给出了正时链条的伸长量与活动导板转角变化关系的解析表达式、张紧器柱塞行程与安装位置的计算、活动导板轮廓及安装位置的优化设计等正时链系统总体优化设计计算方法。实验结果表明,这种方法是科学的,是切实可行的。