[发明专利]一种汽车发动机水泵皮带轮试验设计方法

说明书

本发明涉及一种汽车发动机水泵皮带轮试验设计方法，包括以下步骤：采集整车道路试验时水泵皮带轮的转速及水泵皮带力数据；将采集的水泵皮带轮的转速及皮带力归并为若干个特定转速，记录每个特定转速的转数及对应的皮带力；采用有限元方法计算在每个特定转速下水泵皮带轮旋转一周的应力；计算水泵皮带轮在每个特定转速下旋转一周产生的损伤；计算水泵皮带轮在每个特定转速下产生的损伤；计算整车道路试验水泵皮带轮产生的总损伤；设定单体试验的皮带力；采用有限元方法计算单体试验时水泵皮带轮旋转一周产生的损伤；设定单体试验时水泵皮带轮的转速；计算得到水泵皮带轮单体试验的试验时间。本发明能得到准确的单体试验的转速、皮带力和试验时间。

技术领域

本发明涉及汽车，具体涉及一种汽车发动机水泵皮带轮试验设计方法。

背景技术

水泵皮带轮是汽车发动机前端附件轮系中的一个重要零部件，通常由发动机曲轴通过皮带驱动，从而带动水泵的运转，保证发动机的热管理系统正常工作。

目前，水泵皮带轮的单体试验一般采用图1方式进行，即采用电机直接驱动水泵皮带轮，通过控制水泵皮带轮转速、皮带力、运行时间等试验参数来测试水泵皮带轮的疲劳性能是否满足要求。但试验参数通常依据工程师经验确定，不能准确反映水泵皮带轮的疲劳性能，容易导致水泵皮带轮在整车上试验时失效。

发明内容

本发明的目的是提出一种汽车发动机水泵皮带轮试验设计方法，以减轻或消除至少一个上述的技术问题。

本发明所述的一种汽车发动机水泵皮带轮试验设计方法，包括以下步骤：

S101，采集整车道路试验时水泵皮带轮的转速及水泵皮带力数据；

S102,采用雨流法，将S101中采集的水泵皮带轮的转速及皮带力归并为若干个特定转速，记录每个特定转速的转数及对应的皮带力；

S103,采用有限元方法计算在每个特定转速下水泵皮带轮旋转一周的应力；

S104,根据S103的应力计算结果，计算水泵皮带轮在每个特定转速下旋转一周产生的损伤；

S105,S102中的每个特定转速的转数乘以S104中的水泵皮带轮在每个特定转速下旋转一周产生的损伤，得到水泵皮带轮在每个特定转速下产生的损伤；

S106,累加步骤S105中每个特定转速下产生的损伤，得到整车道路试验水泵皮带轮产生的总损伤D；

S201,设定单体试验的皮带力；

S202,采用有限元方法计算单体试验时水泵皮带轮旋转一周产生的损伤d；

S301,设定单体试验时水泵皮带轮的转速s；

S401,计算得到水泵皮带轮单体试验的试验时间t，

进一步，所述S103具体为：首先运用有限元软件建立分析模型，分析模型包括水泵皮带轮三维模型网格划分、材料参数设置、边界条件设置及最大皮带力施加，再采用有限元软件计算，得到水泵皮带轮旋转一周的应力云图。

进一步，所述S104具体为：根据步骤S103得到的水泵皮带轮旋转一周的应力云图，利用疲劳分析软件计算得到水泵皮带轮旋转一周的损伤。

进一步，所述S102中,所述特定转速包括与发动机怠速对应的水泵皮带轮转速、至少一个与发动机低速对应的水泵皮带轮转速、至少一个与发动机中速对应的水泵皮带轮转速以及至少一个与发动机高速对应的水泵皮带轮转速，发动机低速小于2000转每分钟，发动机中速不小于2000转每分钟且不大于4000转每分钟，发动机高速大于4000转每分钟。

本发明可以得到准确的单体试验的转速、皮带力和试验时间，有效地避免试验检测不充分或试验标准过严，有利于准确反映水泵皮带轮的疲劳性能。

附图说明