发动机前端轮系(FEAD)是发动机中关键的子系统,其设计的好坏直接影响到发动机的动力输出、可靠性、冷却性能及整车的NVH。前端轮系的自主设计方面,国内还处于起步到发展的阶段。但随着汽车工业的不断深入发展,急需建立起一套前端轮系的设计理论、设计准则,用以指导发动机前端轮系的设计及应用。针对发动机前端轮系,本文开展.了如下工作:一、详细研究了目前国内外应用比较广泛的前端轮系设计工具:校核分析软件SimDrive3D及试验验证ROTEC测试系统。SimDrive3D软件能校核轮系的静态布局参数(包括皮带长度、张力、最大延伸率,张紧器参数,轮系起始工作角度等)及动态参数(包括各轮载荷,各皮带股固有频率,各负载轮打滑率,张紧臂角振动,皮带股的横向振动等)。ROTEC测试系统的应用领域主要是轮系的振动测试。二、研究了发动机前端轮系设计的相关基础理论。前端轮系一般由主动轮、负载轮、辅助轮、弹性元件、张力元件组成。本论文主要研究了弹性元件-皮带的特性、重点介绍张力元件-张紧器的分类、工作原理、性能特征等。论述了前端轮系静态设计的基本方法及过程。三、重点介绍了玉柴某发动机前端轮系优化改进的过程。通过对玉柴某发动机前端轮系优化方案一、二、三进行SimDrive3D分析,阐明了各优化方案的优缺点。最终选用最优方案,再通过ROTEC测试验证及200h可靠性验证,确认最优方案能解决实际工程问题。也验证了 SimDrive3D理论分析与实际生产的一致性。通过此发动机前端轮系优化改进的过程,可以发现,同样的负载轮布置,因为不同张紧器及辅助惰轮的布局变化,能大大地优化轮系性能,提升轮系皮带寿命。本文的研究工作为发动机前端轮系优化布局设计提供了一个基础。SimDrive3D理论分析工具与ROTEC测试验证工具结合的开发方法,对发动机前端轮系设计开发具有一定的参考价值。