具有单向离合器的多楔带附件驱动系统旋转振动建模及参数优化设计

2012-09-15张少飞上官文斌曾祥坤

振动与冲击 2012年13期

张少飞，上官文斌，曾祥坤

(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 510641)

单根多楔带附件驱动(Serpentine Belt Accessory Drive，简称SBAD)系统由于其结构紧凑、传递功率大、振动和噪声小等优点，逐渐取代了传统的V－带传动，在发动机前端附件驱动系统上得到了越来越广泛的应用［1－3］。

SBAD系统通常由驱动轮、多楔带、若干从动轮和张紧器(包括张紧臂、张紧轮和弹簧阻尼元件)组成［1］，其旋转振动的动态特性包括:轮和张紧臂的角度波动、带段的动态张力、带－轮之间的滑移。SBAD系统中，各从动轮的转动惯量大小不一。一些从动轮所带动的附件由于转速高、转动惯量大(例如发电机轮所带的发电机的转子)，其等效转动惯量在所有从动轮中往往是最大的，对整个SBAD系统旋转振动的动态特性的影响很大［6］。为了降低大惯量附件对SBAD系统旋转振

1 SBAD系统旋转振动建模及动态特性求解

为更好地说明问题的本质，本文仅以由主动轮、从动轮、张紧器组成的三轮－带系统为研究对象，其中，从动轮上有单向离合器装置。通过建立该系统的非线性旋转振动数学模型，给出了从动轮和张紧臂角度波动的数值计算方法，以及各带段动态张力、带－轮间滑移率的求解方法。动的动态特性的影响，常在从动轮与附件之间安装单向离合器(One-Way Clutch，简称单向离合器)［2］。轮与附件间通过单向离合器、扭转弹簧相连，将SBAD系统与大转动惯量的附件之间进行解耦，从而改善SBAD系统的旋转振动特性［7］。