汽車發(fā)動機(jī)鏈傳動系統(tǒng)的運用

汽車發(fā)動機(jī)鏈傳動系統(tǒng)的運用

中國在生產(chǎn)和設(shè)計過程中通常會選擇汽車鏈產(chǎn)品，但由于技術(shù)條件的限制，對汽車前后鏈的設(shè)計方案沒有充分掌握，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計錯誤，造成經(jīng)濟(jì)損失。面對當(dāng)前設(shè)計與制造方面存在的問題,本文以發(fā)動機(jī)正時鏈?zhǔn)褂眯阅転閷ο?針對發(fā)動機(jī)正時鏈的設(shè)計全面分析。1服務(wù)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(zhuǎn)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(dá)P=10kW,它的工作點與國家制定的傳動條件標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(jìn)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(yán)謹(jǐn)。1.2影響汽車鏈定位精度的因素(1)構(gòu)件磨損:從目前使用情況看,汽車鏈?zhǔn)艿侥p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(dá)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(dǎo)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(dāng)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(gòu)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(dǎo)致載荷增大而影響構(gòu)件運行。當(dāng)損壞到一定程度時,滾子的應(yīng)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(kuò)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(jié)牢固度降低到相應(yīng)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(shè)計計算正對鏈、機(jī)油泵鏈、高壓泵鏈、平衡軸鏈等系統(tǒng)都是汽車發(fā)動機(jī)的主要組成,而每種結(jié)構(gòu)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(xì)分析,綜合表明了汽車鏈傳動系統(tǒng)的設(shè)計思路。對于鏈傳動系統(tǒng)的總布置設(shè)計相關(guān)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(shè)計過程中也給予了相關(guān)探究。然而,汽車發(fā)動機(jī)正時鏈系統(tǒng)與其相關(guān)的系統(tǒng),在設(shè)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(yīng)的安裝導(dǎo)向器,針對這種情況,本次研究的鏈傳動中心距和垂度的設(shè)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(shè)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(jìn)行設(shè)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(dāng)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(dāng)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(dāng)中心距a變大時,其在垂直狀態(tài)下轉(zhuǎn)動時,Cl=(3~5)%a,C2=(6~10)%a。當(dāng)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(dǎo)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(yīng)的坐標(biāo)為(d、e),從圖1則能得出:d=(r1+r)sinα1,e=dctgα1-rl。而張緊扳以及導(dǎo)向板的曲率半徑r和相對應(yīng)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(shè)計中,對張緊板或?qū)虬宓那拾霃接嬎銜r,在其相關(guān)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(shè)計時若能準(zhǔn)確把握,則不安裝導(dǎo)向器和張緊器同樣可以