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《發(fā)動機前端附件皮帶傳動系統(tǒng)的功率損失研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、發(fā)動機前端附件皮帶傳動系統(tǒng)的功率損失研究(申請清華大學工學博士學位論文)培養(yǎng)單位：汽車工程系學科：機械工程研究生：陶潤指導教師：侯之超教授二○一五年十月ResearchonPowerLossofEngineFrontEndAccessoryBeltDriveSystemsDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilosophyinMec
2、hanicalEngineeringbyTaoRunDissertationSupervisor:ProfessorHouZhichaoOctober,2015摘要摘要帶傳動功率損失的量化研究是發(fā)動機前端附件皮帶傳動(frontendaccessorybeltdrive，簡稱FEAD)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能減排的需要。本文通過對軸承摩擦力矩、皮帶傳動阻力矩的試驗和計算研究，提出了一種帶傳動力矩損失的測試方法和一種FEAD系統(tǒng)功率損失的計算方法，分析了力矩損失和功率損失的變化規(guī)律與影響因素，并以某FEAD系
3、統(tǒng)為例通過試驗對計算方法進行了驗證。研究工作和成果可為先進FEAD系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供依據(jù)。設計了兩輪帶傳動系統(tǒng)力矩損失測試裝置，建立了兩輪帶傳動系統(tǒng)仿真模型，采用正交試驗方法設計試驗方案，通過測試和仿真研究了多種因素對帶傳動力矩損失的影響，并應用極差分析確定了主要影響因素。試驗測定了某型多楔帶的力學參數(shù)，應用ADAMS建立了某FEAD系統(tǒng)的多體動力學模型，通過仿真計算得到了不同條件下該FEAD系統(tǒng)的力矩損失和功率損失，并通過臺架試驗對仿真結(jié)果進行了驗證。依據(jù)歐III/IV排放標準一型試驗工況，在
4、轉(zhuǎn)鼓試驗臺上測試了裝有該FEAD系統(tǒng)的乘用車的曲軸轉(zhuǎn)速，結(jié)合多體動力學仿真結(jié)果，估算了由FEAD系統(tǒng)功率損失造成的油耗。最后建立了FEAD系統(tǒng)功率損失的響應面模型，對影響系統(tǒng)功率損失的三個主要參數(shù)分別進行了初步優(yōu)化。借鑒有限元方法的思想，提出了一種計算多輪帶傳動系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)功率損失的量化方法。該方法將多輪帶傳動系統(tǒng)離散為多個帶輪單元；基于兩輪帶傳動系統(tǒng)力矩損失的測試或仿真計算得到各帶輪單元的傳動阻力，并擬合出帶輪單元傳動阻力表達式；進而計算出系統(tǒng)力矩損失和功率損失。應用該方法計算了前述FEAD系統(tǒng)的
5、力矩損失和功率損失，并通過臺架試驗對力矩損失計算結(jié)果進行了驗證。軸承摩擦力矩是FEAD系統(tǒng)力矩損失的一個重要方面。為此提出了一種軸承摩擦力矩測試方法，解決了徑向力偏心干擾的問題，可對大徑向力作用下的軸承摩擦力矩進行測量。設計并制造了軸承摩擦力矩測試臺，可測量不同徑向力、轉(zhuǎn)速和溫度下的軸承摩擦力矩。應用該方法和測試臺，對前述FEAD系統(tǒng)中的附件軸承進行了測試，得到了6種型號軸承在多種工況條件下的摩擦力矩。基于實測軸承摩擦力矩，應用假設檢驗方法，建立了軸承摩擦力矩的經(jīng)驗公式。根據(jù)經(jīng)驗公式，針對實測數(shù)
6、據(jù)進行了統(tǒng)計分析，討論分析了軸承摩擦力矩的分布范圍及在FEAD系統(tǒng)力矩損失中所占比例。關鍵詞：附件傳動；帶傳動阻力；帶輪單元法；滾動軸承；摩擦力矩IAbstractAbstractUnderstandingthepowerlossisoneofthekeystepstosaveenergyandreduceemissionwiththeenginefrontendaccessorybeltdrive(FEAD)system.Baseonexperimentalandcomputationalst
7、udiesonbearingfrictiontorqueandbeltrollingresistingtorque,atestmethodforbeltrolling-resistancetorqueandacomputationalmethodforthepowerlossofaFEADsystemareproposedinthisdissertationtoquantifythetorquelossandpowerlossofaFEADsystem.Analysesareconductedt
8、orevealthevariationandinfluentialfactorsofthetorquelossandpowerlosswithinthesystem.AFEADsystemwastakenasanexampletovalidatebothmethodsbycomparingthecomputedandexperimentalresults.Theresearchworkandoutputcouldprovideabasisforthedesignoptimizationonana
