شبيه سازي نوسانات تسمه زمانبندي موتور اشتعال جرقه اي با استفاده از نرم افزارAVL-Excite

Simulation of timing belt’s flapping in spark-ignition engine using AVL-Excite

تسمه زمانبندي، يكي از قطعات مهم در عملكرد مناسب موتورهاي درونسوز به حساب مي آيد كه ضمن انتقال توان، وظيفه هماهنگ سازي چرخش ميل لنگ با ميل بادامك (ها) را بر عهده دارد. اين هماهنگي، باز و بسته شدن سوپاپ ها در زمان مناسب را تامين مي كند. نوسانات تسمه زمان بندي باعث كاهش عمر تسمه،ايجاد صدا و نوسان در سرعت ميل بادامك (ها) مي شود. نوسان سرعت در ميل بادامك (ها) ، بر زمان بازو بسته شدن سوپاپ ها و درنتيجه بر ورود هوا و خروج دود اثر مي گذارد كه اين امر مي تواند باعث كاهش عملكرد موتور شود. رفتار اين سامانه در موتورها كه بصورت ديناميكي است، بسيار وابسته به نحوه طراحي پارامترهاي مختلف از جمله نوع تسمه زمانبندي، مشخصات تسمه سفت كن، پارامترهاي موتوري و اصطكاك قطعات است. اين مطالعه به ارايه مدل عددي ديناميكي از اين سامانه در موتور اشتعال جرقه اي همراه دو ميل بادامك با استفاده از نرم افزار AVL-Excite ميپردازد كه قابليت بهينه سازي پارمترهاي طراحي را بوجود مي آورد. در ادامه جهت ارزيابي مدل، آزمون تجربي بر روي موتور در اتاق آزمون انجام گرفته است و مدل عددي با استفاده از نتايج تجربي صحه گذاري شده است. بر اساس نتايج اين مدل قابليت پيش بيني دور بحراني تسمه را با خطاي3/1% دارا مي باشد.

Timing belt is a part of an internal combustion engine that synchronizes the rotation of the crankshaft and the camshaft(s) so that the engine's valves open and close at the proper times during each cylinder's intake and exhaust strokes. Synchronous belt’s flapping make noise and causes camshaft’s speed irregularity and as a consequence can affect on engine efficiency. Also belt flapping can make belt’s life shorter. This paper present a numerical dynamic model of timing belt system for DOHC spark ignition engine to find the optimum design parameters using AVL-Excite software. Mechanical specification of materials used in belt and pulleys, geometrical definition of belt and engine synchronous mechanism, pulley’s load and tensioner behavior are some factors which influence on belt flapping behavior. In addition, to evaluate numerical model a dynamic test is done in engine test cell. Speed of pulley and belt flapping are measured to validate numerical model. Results show that numerical model can predict critical speed of maximum flapping with 3/1% error comparing experimental model.