[發明專利]一種測試發動機正時輪系動態響應的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811035456.6
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109060359A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 龍尚斌;上官文斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

本發明公開了一種測試發動機正時輪系動態響應的裝置，包括：若干角位移傳感器工裝，分別設置在曲軸齒形帶輪、第一齒形帶輪和第二齒形帶輪中心，用于測量各齒形帶輪的角位移、角速度數據；若干激光位移傳感器工裝，分別固定在機座上，用于測量皮帶的抖動量及自動張緊器的張緊臂的擺動位移；各角位移傳感器工裝、激光位移傳感器工裝所得到的信號通過數據采集卡采集，并與計算機相連，處理后得到所需的動態響應值。本發明還公開了一種測試發動機正時輪系動態響應的方法。本發明通過測試正時輪系的動態響應數據，有利于分析與預防輪系的皮帶異響、失效等現象，獲得輪系的傳動精度，節約耐久試驗的時間和成本；為發動機正時輪系的設計開發和可靠性試驗驗證提供了有效的技術支持。

技術領域

本發明涉及一種在發動機正時傳動系統的動態響應的裝置與測試方法，用于測量正時帶段抖動、各輪角位移與角速度波動和張緊輪擺角。

背景技術

隨著汽車領域技術的不斷發展，發動機正時傳動系統結構越來越緊湊。傳動系統不但需要滿足輪系載荷、傳動精度等動態特性要求，還需滿足使用可靠性要求。一般而言，輪系的可靠性主要通過實車耐久性測試進行驗證，而在樣件開發的初期，常通過理論計算、臺架測試的方法獲得樣件的動態特性結果，用于評估輪系設計的好壞。在樣件開發中，關心的動態響應包括正時帶的橫向抖動、各輪的角位移與角速度波動和張緊臂的擺角，并根據各輪的角位移結果得到從動輪-主動輪間的傳動誤差。

在專利CN102854016A(授權于2015年06月04日)中，描述了一種測試發動機輪系皮帶抖動、滑移和漲緊輪擺角的方法。專利中采用激光位移傳感器直接測量皮帶的抖動量，通過激光轉速傳感器測試各輪的轉速，通過轉速結果得到皮帶的滑移率；然后利用激光傳感器采集漲緊輪上的擺動加速度的時域信號，通過傅里葉變化得到漲緊輪的擺角的峰值與頻率。但該方法僅適用于發動機前端附件驅動系統的測試，沒有給出齒形輪轉速的測試方法、張緊器在時域中的擺角測試方法，同時，沒有給出各傳感器的工裝，而且臂長較短的張緊器的擺角無法通過專利中的方法直接測試。

在專利CN105588635A(公布于2016年05月18日)中，提出了一種調節張緊輪位置及張緊力優化正時皮帶聲品質的試驗方法，用于發動機正時系統開發前期確定張緊輪的最佳位置與皮帶張緊力的大小。通過布置多組噪聲傳感器在皮帶系統的指定區域得到個位置的聲品質，利用激光位移傳感器測量各帶段正時皮帶的抖動；同時將允許的最大、最小靜態預緊力分為若干組(大于5組)，進行聲品質和皮帶抖動測試。該方法能夠有效地測量不同張緊力下的聲品質，找到聲品質的最優點，但專利中沒有考慮不同預緊力下系統的動態特性的變化。

發明內容

本發明的目的是為了檢驗發動機正時傳動系統是否滿足其可靠性的要求，而提出的測試發動機正時輪系動態響應的裝置及方法。

本發明所采用的技術方案如下：

一種測試發動機正時輪系動態響應的裝置，包括：

若干角位移傳感器工裝，分別設置在曲軸齒形帶輪、第一齒形帶輪和第二齒形帶輪中心，用于測量各齒形帶輪的角位移、角速度數據；

若干激光位移傳感器工裝，分別固定在機座上，用于測量皮帶的抖動量及自動張緊器的張緊臂的擺動位移；

各角位移傳感器工裝、激光位移傳感器工裝所得到的信號通過數據采集卡采集后傳輸至計算機，所述計算機處理數據得到各帶輪的角位移、角速度，皮帶的抖動量與自動張緊器的張緊臂的擺動位移，同時將張緊臂的擺動位移通過幾何關系轉換為擺角值。

進一步地，所述的角位移傳感器工裝包括角位移編碼器工裝，所述的角位移編碼器工裝包括角位移編碼器、法蘭，所述法蘭的一端設置有與所述角位移編碼器的旋轉軸固定連接的盲孔，所述法蘭的另一端與對應的齒形帶輪固定連接。

進一步地，所述法蘭上沿徑向設置有直達所述盲孔的螺紋孔，所述的螺紋孔內配合設置有定位螺栓；所述角位移編碼器的編碼器主體與法蘭之間設置有1～2mm的安裝間隙。