发动机皮带传动自动张紧轮系的设计
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客
第 ６期
车
技
术
与
研
究
ＢＵＳ ＆ Ｃ０Ａ ＣＨ ＴＥＣＨ Ｎ０ Ｌｏ ＧＹ ＡＮ Ｄ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
发动机皮带传动自动张紧轮系的设计
王德成 ，张文通 ，马广正 ，张孟扬 ，毕来 文
（ 潍 柴动 力股 份 有限公 司 ，山 东 潍 坊 ２ ６ １ ０ ６ １ ）
摘 要 ： 针 对 传 统 皮 带 轮 系设 计 过 程 中 ， 影 响 轮 系可 靠 性 因 素 考 虑 较 少 的 问题 ， 分 析 自动 张 紧轮 的 工 作 原 理， 提 出一 套ຫໍສະໝຸດ Baidu自动 张 紧轮 系 的布 置 及 计 算 方 法 ， 并将 其 应 用 于 Ｗ Ｐ ７系列 发 动 机 自动 张 紧轮 系 的设 计 中。
关键词 ： 发动机 ； 自动张 紧轮 ； 皮带传动 ； 多楔 带 中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ４ 文献标志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ３ ３ ３ １ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ ０ ２ ９ — ０ ４
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｎ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｔｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ Ｂｅ ｌ ｔ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ
轮在 不受外力时摆臂所处 的位置称为 自由位 置 ； 在外力 作用 下 ， 摆臂 从 自由位置能转 动到最大位置 的转 角称工
昌
乏
作转 角。在 自由位 置时 ， 弹簧具备 一定的预紧力 。
张紧轮和 固定支 座位于摇 臂 同侧 的张 紧轮 称 为 同
０ １ ｌ ３ ８ ２ ． ７ ７ ４ １ ５ ８ － ３ １ ｌ １ ． １ １ ３ ８ １ ６ ． ６ １ ８ ２ ０ ． ８ ２ ２＿ ２ ２ ３ ． ５ ２ ４ ． ９
向张紧轮 ， 否则称为异 向张紧轮 。同 向张紧 轮机构 将皮 带作 用于张紧轮的作用力均 匀施加到摇臂 回转 中心轴 ，
角度 ／ （ 。 ）
图 ２ 自动张紧轮特 性曲线
作者简介 ： 王德 成（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 硕士 ； 主任 工程 师 ； 主要从事商用车 的动力 总成 、 发动机系统及零部件匹配研究工作 。
Ｗａ ｎ ｇＤｅ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＷ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｇ ， ＭａＧｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＭｅ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｂｉ Ｌ ａ ｉ ｗｅ ｎ
（ Ｗｅ ｉ ｃ ｈ ａ ｉ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｗｅ ｉ ｆ ａ ｎ ｇ ２ ６ １ ０ ６ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摇臂旋转方 向
图 １ 自动 张紧轮机构示 意图
１ 自动张紧轮工作原 理
自动张紧 轮的一般结构如 图 １ 所示 ， 借 助 自身 内部
的弹簧扭力 ，通过摆臂 和皮 带轮作用在轮 系皮带上 ， 使
轮系在整个生命周期 内保 持预定张力 可靠 运行 ， 不需要 人 工调整皮带 张力 ， 其特性 曲线如 图 ２ 所示 。 自动张紧
前 尚无成熟 的 自动张紧 轮系设计 方法 ，导致轮 系故 障
而异 向张 紧轮机构 的张 紧轮的作用 力会 给 回转 中心 轴
一
个附加力矩 ， 工作条件相对较差 。
率居高不下 。本 文针对上述 问题 ， 结 合行业前期 的研究
成果【 ， 提 出一套 自动张 紧轮系统 的设 计方法 ， 已通 过 公司多个平 台产 品［ ６ － ４ １ 的试验验证 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｆｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ｉ ｎ ｓ ｕ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
传 统的发 动机附件轮系大多采用 Ｖ带传 动 ， 通 过手
动张紧轮定期 调整张 紧Ｉ ｌ 】 ， 寿命 较短 ， 维护 复杂 ， 保 养费 用 高。 现代 的发 动机前 端附件皮 带驱动轮系使用多楔带 传动 ， 由 自动张 紧轮 【 ２ Ｊ 提 供皮 带 张力 ， 提 高了系 统 可靠 性， 延长 了寿命 和维 护周期 ， 降低 了维护费用 。 但是 因 目
ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｗｆ ｙ ７ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｓ ．
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发动机皮带传动自动张紧轮系的设计
王德成 ，张文通 ，马广正 ，张孟扬 ，毕来 文
（ 潍 柴动 力股 份 有限公 司 ，山 东 潍 坊 ２ ６ １ ０ ６ １ ）
摘 要 ： 针 对 传 统 皮 带 轮 系设 计 过 程 中 ， 影 响 轮 系可 靠 性 因 素 考 虑 较 少 的 问题 ， 分 析 自动 张 紧轮 的 工 作 原 理， 提 出一 套ຫໍສະໝຸດ Baidu自动 张 紧轮 系 的布 置 及 计 算 方 法 ， 并将 其 应 用 于 Ｗ Ｐ ７系列 发 动 机 自动 张 紧轮 系 的设 计 中。
关键词 ： 发动机 ； 自动张 紧轮 ； 皮带传动 ； 多楔 带 中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ４ 文献标志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ３ ３ ３ １ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ ０ ２ ９ — ０ ４
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｎ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｔｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ Ｂｅ ｌ ｔ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ
轮在 不受外力时摆臂所处 的位置称为 自由位 置 ； 在外力 作用 下 ， 摆臂 从 自由位置能转 动到最大位置 的转 角称工
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作转 角。在 自由位 置时 ， 弹簧具备 一定的预紧力 。
张紧轮和 固定支 座位于摇 臂 同侧 的张 紧轮 称 为 同
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向张紧轮 ， 否则称为异 向张紧轮 。同 向张紧 轮机构 将皮 带作 用于张紧轮的作用力均 匀施加到摇臂 回转 中心轴 ，
角度 ／ （ 。 ）
图 ２ 自动张紧轮特 性曲线
作者简介 ： 王德 成（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 硕士 ； 主任 工程 师 ； 主要从事商用车 的动力 总成 、 发动机系统及零部件匹配研究工作 。
Ｗａ ｎ ｇＤｅ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＷ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｇ ， ＭａＧｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＭｅ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｂｉ Ｌ ａ ｉ ｗｅ ｎ
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摇臂旋转方 向
图 １ 自动 张紧轮机构示 意图
１ 自动张紧轮工作原 理
自动张紧 轮的一般结构如 图 １ 所示 ， 借 助 自身 内部
的弹簧扭力 ，通过摆臂 和皮 带轮作用在轮 系皮带上 ， 使
轮系在整个生命周期 内保 持预定张力 可靠 运行 ， 不需要 人 工调整皮带 张力 ， 其特性 曲线如 图 ２ 所示 。 自动张紧
前 尚无成熟 的 自动张紧 轮系设计 方法 ，导致轮 系故 障
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成果【 ， 提 出一套 自动张 紧轮系统 的设 计方法 ， 已通 过 公司多个平 台产 品［ ６ － ４ １ 的试验验证 。
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传 统的发 动机附件轮系大多采用 Ｖ带传 动 ， 通 过手
动张紧轮定期 调整张 紧Ｉ ｌ 】 ， 寿命 较短 ， 维护 复杂 ， 保 养费 用 高。 现代 的发 动机前 端附件皮 带驱动轮系使用多楔带 传动 ， 由 自动张 紧轮 【 ２ Ｊ 提 供皮 带 张力 ， 提 高了系 统 可靠 性， 延长 了寿命 和维 护周期 ， 降低 了维护费用 。 但是 因 目
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