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摘要：本文利用AVL-EXCITE Timing Drive软件对发动机正时系统进行分析，根据发动机运行一定里程后，正时链条因磨损而伸长，分别搭建出搭载旧链条和新链条的正时系统仿真模型，并进行对比分析。旨在分析发动机运行一定里程后，正时系统的链条张紧力、正时误差、张紧器有何变化。
关键词：正时系统；旧链条；正时误差；张紧力
Abstract：This paper use AVL-EXCITE Timing Drive to analyse engine timing system, according to timing chain have be elongated after a engine run a certain time, build two timing system CAE models use a new chain and a old chain. In order to analyse the chain force, timing error, tensioner of timing system after the engine run a certain time.
Keywords：Timing system; Old chain; Timing error; Tensioning force
引言
链传动具有可靠性高、耐磨损性高、尺寸紧凑等特点，被广泛的运用于汽车发动机上。基于多体动力学，使用AVL-EXCITE Timing Drive软件对正时系统进行仿真分析时，通常使用新链条的参数作为输入边界，用于分析新装发动机的正时系统。
随着发动机的运行，曲轴转速波动、凸轮轴扭矩波动的影响，链条承受着交变载荷，导致链节与销轴之间发生磨损，链条的总长度也随之伸长。本文为了从CAE的角度分析伸长后的旧链条对正时系统的影响，根据实验数据，把旧链条的伸长率定为0.7%，分别搭建新链条和旧链条的正时系统模型。通过仿真发现，旧链条在链条拉力、张紧器动态特性和正时误差都变得更差，尤其在高速段，同时发生跳齿、气门碰撞活塞的概率增大。
一、仿真模型搭建
AVL-EXCITE Timing Drive软件是一款一维仿真软件，本质上使用的是多体动力学的方法。多体动力学是指由多个物体通过各种运动副连接的复杂机械系统，整个系统的各个零件可以被离散为在其运动平面内具有三个自由度（两个移动自由度及一个旋转自由度）的刚体，将各零件之间的连接视为接触单元，具有弹性、阻尼、摩擦特性。
正时系统的动力学特性采用多体动力学的方法来表述，方程如下：
图4 液压张紧器动态特性
2.3 传动误差
正时系统按发动机的工作循环，定时开启和关闭各缸的进排气门，而传动误差是进排气链轮的相位角与曲轴链轮之差，传动误差导致进排气气门开启和关闭时间发生偏移，当传动误差过大时，会影响到发动机的进排气状态和发动机性能，甚至导致气门与活塞发生碰撞。
曲轴链轮与进排气链轮的传动误差如图5所示。可以看出，搭载旧链条的正时系统，传动误差都比搭载新链条的大很多，旧链条对正时误差的影响比较大。
图5 正时系统传动误差
三、总结
搭载旧链条的正时系统，链条最小张力更小，非常接近零，增大跳齿的风险；在高速段，其张紧器动态特性比较大，对张紧器可靠性要求较高，也影响张紧器寿命；曲轴链轮与进排气链轮之间的正时都增加很多，影响配气效果和发动机性能，同时也增加了气门与活塞碰撞的风险。
链条发生伸长后，正时系统的工作状态变得更差。因此在汽车使用一段时间后需要对正时系统进行检测，按厂家要求定期保养，避免发动机正时系统出现故障。
参考文献
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论文作者:陈庚,王强,周波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/22
标签：链条论文; 系统论文; 误差论文; 发动机论文; 链轮论文; 气门论文; 动力学论文; 《防护工程》2017年第18期论文;