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国外内燃机
前端皮带传动系统节能技术的开发
【韩】S.Woo
2014年第6期
摘要：近年来.汽油机呈现向高性能、高效率和环保型动力装置发展的趋势。因此，在开发汽车发
动机的性能和硬件时，高燃油效率成为重要的目标之一。发动机不仅要具备提供车辆行驶的动力，还要为用户带来愉悦的驾驶感受。采用前端皮带传动（FEAD)系统驱动发电机、空调压编机和动力转向泵等附件。为此，发动机通常要消耗30%～40%的驱动功率。介绍通过开发FEAD系统零部件或机构实现汽油机高燃油效率的摩擦测量方法和试验规程。通过在装有专用担矩仅的FEAD系统上测量原始摩擦担矩，获得高燃油效率的基本数据，这种扭矩仅是专门为在曲轴皮带轮上测量FEAD 系统摩擦担矩设计的。此外，为了尽量减小韩国现代汽车公司开发和批量生产的Theta-II2.4L缸内直喷汽油机所使用的皮带传动系统摩擦，设计和评估了辅助皮带传动系统的新布局。分析结果验证了在FEAD系统上使用摩撑测量技术和试验规程所能获得的减摩效果。
关键词：前端皮带传动系统汽油机摩擦燃油效率
0前言
通常，带有自动张紧器的多模皮带被用于驱动辅助皮带传动系统，由于是安装在发动机前端，该系统被称为"前端皮带传动(FEAD)系统"。当前，发动机研发的重点工作之一是优化每个零部件的负荷和摩擦，以提高燃油效率。通过在不影响耐久性和噪声、振动与平顺性（NVH)的范围内优化皮带布局、张紧器负荷和交流发电机装置，辅助皮带传动系统已经实现了燃油效率的改进。对于Theta发动机，为了改善前置前驱车型(FF)发动机在皮带和动力转向泵皮带轮之间产生的滑移噪声，将动力转向泵从左侧移至右侧，并向上移动交流发电机的位置，增加自动张紧器容量。在前置后驱车型(FR)发动机中，整个系统的噪声和可靠性也得以改善(图1)。然而，由于张紧器负荷增大，摩擦和燃油耗性能恶化，并且传动皮带系统的布置变得更加复杂，不得不将情轮增加到3个。为了解决这个间题，Theta汽油缸内直喷(GDI)可变气门升程(VVL)发动机采用双皮带系统，将负荷较轻的水泵与其余辅助皮带传动系统分离（图2）。驱动水泵采用弹性皮带，没有张紧器。通过应用上述系统，全选模型可以减少1个情轮；另外，通过采用电动助力转向系统（MDPS)模型，可去除1个情轮。同时，通过去除交流电机装置并适当降低传动皮带系统的张紧负荷，预期可以降低成本，改善燃油效率。这些技术都已被应用到Theta发动
机中。万方数据
(P/S@
A W/P)
C/S
d) AC
Theta发动机FF布置 P/S:动力转向泵
Idl:情轮 W/P:水泵
C/S:冷却系统
P/S w/P
@
w/P@
@ A
csac Theta发动机FR布置
A/C：空调压缩机 A/T:自动变速器系 Alt:交流发电机
P/S
A C/S)(dy
A/C
Theta-GDI-VVL 发动机布置
图1Theta发动机的FEAD系统布局（全选模型）
W/P
@?
A
Theta发动机FF布置
W/P
Theta-GDI-VVL发动机布置
图2Theta发动机的FEAD系统布局（带MDPS)）
设计了一种可以定量测量GDI-VVL发动机和 ThetaGDI发动机摩擦扭矩的装置，并根据传动皮带系统的布局和实际发动机工况，分析摩擦扭矩的影响。
1测量方法
用电力测功机测量传动皮带系统的摩擦
1.1
在发动机运转时测量传动皮带系统摩擦的最筒单方法是采用电力测功机，通过倒拖发动机来测量摩擦扭矩（图3）。采用这种方法，不仅可以测量传动