汽車發(fā)動機鏈傳動系統(tǒng)的運用

汽車發(fā)動機鏈傳動系統(tǒng)的運用

中國在生產(chǎn)和設計過程中通常會選擇汽車鏈產(chǎn)品，但由于技術條件的限制，對汽車前后鏈的設計方案沒有充分掌握，導致相關設計錯誤，造成經(jīng)濟損失。面對當前設計與制造方面存在的問題,本文以發(fā)動機正時鏈使用性能為對象,針對發(fā)動機正時鏈的設計全面分析。1服務條件和運營條件1.1傳遞功率曲線與常規(guī)工業(yè)鏈條相比較,汽車鏈的服役條件存在著較大的差異,其傳遞的功率和工作轉速要比一般的工業(yè)鏈條大得多。例如:06BT-1汽車鏈在z1=19,n1=5000r/min時,其傳遞的功率最大可達P=10kW,它的工作點與國家制定的傳動條件標準相比,在額定功率曲線規(guī)定的范圍里要超出很多。一般情況下,汽車鏈主動鏈輪的工作轉速n1=4500~8000r/min,有的范圍在10000r/min以上。汽車鏈除了需要在高速情況下進行云裝,還必須要在慢速、加速、低速等不同的環(huán)境下運行,這些都說明了汽車鏈服役條件的嚴謹。1.2影響汽車鏈定位精度的因素(1)構件磨損:從目前使用情況看,汽車鏈受到磨損而引起的損壞,其多數(shù)表現(xiàn)在了疲勞磨損、磨粒磨損、粘著磨損等不同方面。一般,汽車鏈在使用20×104km后,其能夠達到的磨損伸長率ε≤1%,但大部分國產(chǎn)汽車鏈運用10×104~15×104km后,其磨損伸長率情況變?yōu)榱甩?gt;1%,這些都是導致正時鏈系統(tǒng)定位精度變小的主要因素,系統(tǒng)傳動的噪音也隨之變大。(2)滾子破裂:當汽車鏈處于高速狀態(tài)下運行時,其出現(xiàn)滾子沖擊疲勞破則是系統(tǒng)失效的主要表現(xiàn)。在鏈條與鏈輪連接構造里,滾子則是重要的嚙合元件,其能夠受到外界因素的巨大沖擊,導致載荷增大而影響構件運行。當損壞到一定程度時,滾子的應力集中區(qū)也就是常說的滾子端部將會產(chǎn)生疲勞裂紋,且開始漸漸往向滾子中部擴大,裂紋變大后則會造成端部掉塊或整體破裂。(3)鏈板斷裂:在單排鏈條運行中,汽車鏈鏈板斷裂引起的失效并非最重要的形式。但若是在雙排鏈中,其發(fā)生鏈板斷裂失效的狀況則更加多見,這種情況多數(shù)集中體現(xiàn)為雙排鏈的運作,因高速多沖交變循環(huán)載荷作用下,受到中鏈板與銷軸之間的配合影響,造成銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板之間相連接的穩(wěn)定性要差與單排鏈。而在聯(lián)結牢固度降低到相應程度之后,就會直接造成外鏈板向外移出銷軸而出現(xiàn)斷裂失效,此現(xiàn)象則是我們常說的鏈條“散架”現(xiàn)象,通常大部分的疲勞斷裂多是出現(xiàn)在在內(nèi)鏈板上。2中心距和垂度的設計計算正對鏈、機油泵鏈、高壓泵鏈、平衡軸鏈等系統(tǒng)都是汽車發(fā)動機的主要組成,而每種結構都有不同的形式,其中有的是雙軸鏈傳動系統(tǒng),有的則是多軸鏈傳動系統(tǒng)。本次研究按照雙軸鏈傳動系統(tǒng)(圖1)詳細分析,綜合表明了汽車鏈傳動系統(tǒng)的設計思路。對于鏈傳動系統(tǒng)的總布置設計相關理論研究已經(jīng)找出方案嗎,而在鏈傳動中心距和松邊垂度的設計過程中也給予了相關探究。然而,汽車發(fā)動機正時鏈系統(tǒng)與其相關的系統(tǒng),在設計使用過程中常常會對振動、噪音等問題提出較高的要求,對鏈傳動的松邊都必須要配置張緊器。有的緊邊也都會布置相應的安裝導向器,針對這種情況,本次研究的鏈傳動中心距和垂度的設計計算思路顯然滿足不了汽車系統(tǒng)的需要。在汽車鏈系統(tǒng)設計過程中,鏈傳動的緊邊大多數(shù)是對內(nèi)凹的圓弧曲線,并非傳統(tǒng)方式的鏈傳動形式。在傳統(tǒng)的鏈傳動里,其多數(shù)為相切于主從動鏈輪分度圓的直線來狀態(tài)。在松邊的垂度上也沒有選擇普通鏈傳動進行設計,在松邊的圓弧曲線也并非向外凸,多數(shù)則是往內(nèi)凹。需要注意的是,當張緊器被安裝使用自后,松邊的懸垂曲線則不再是“懸鏈線”了,主要則是支承和貼附在張緊板的圓弧曲線上。見圖1所示,若把緊邊內(nèi)的凹謳離定為C1,松邊內(nèi)凹距離是C2,當中心距a過小,其在水平狀態(tài)下傳動時常常會得到C1=(1~3)%a,C2=(3~6)%a。當中心距a變大時,其在垂直狀態(tài)下轉動時,Cl=(3~5)%a,C2=(6~10)%a。當不存在因鏈條磨損而造成松緊邊內(nèi)凹曲線段接觸的狀況下,松緊邊內(nèi)凹后則能降低鏈傳動系統(tǒng)帶來的空間,對于整體布局都是很有幫助的。由圖3可導出:式中:r1——主動鏈輪分度圓半徑,mm;r2—一從動鏈輪分度圓半徑,mm;r——張緊扳或?qū)虬迩拾霃?mm;從上面的式子能得到r,α1,但張緊板或?qū)虬鍎』〉那手行腛3,其和主動鏈輪切點相對應的坐標為(d、e),從圖1則能得出:d=(r1+r)sinα1,e=dctgα1-rl。而張緊扳以及導向板的曲率半徑r和相對應的安裝伉置(d、e)等參數(shù)均得到。需要注意的是,在具體的操作設計中,對張緊板或?qū)虬宓那拾霃接嬎銜r,在其相關的位置里常會出現(xiàn)較多的不同,如:某一小段曲率半徑要比上述計算值的過渡圓弧小,這樣對于鏈條與張緊投的運作是有幫助的。而雙凸輪軸間的雙軸鏈傳動,其因空間面積、中心距等過小,在設計時若能準確把握,則不安裝導向器和張緊器同樣可以