JP4995687B2 - Belt squeal evaluation method and apparatus, and program - Google Patents
Belt squeal evaluation method and apparatus, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP4995687B2 JP4995687B2 JP2007265891A JP2007265891A JP4995687B2 JP 4995687 B2 JP4995687 B2 JP 4995687B2 JP 2007265891 A JP2007265891 A JP 2007265891A JP 2007265891 A JP2007265891 A JP 2007265891A JP 4995687 B2 JP4995687 B2 JP 4995687B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- belt
- squeal
- pulley
- evaluation
- variable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 18
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
本発明は、ベルト鳴きの評価方法及び装置、並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a belt squeal evaluation method and apparatus, and a program.
動力伝達用の平ベルト、Vベルト、Vリブドベルト等の摩擦伝動ベルトにおいては、過大負荷などの特定の条件において、プーリーとの間に滑りが生じ、この滑りが原因で発生するキュルキュルといった所謂ベルト鳴きが発生する。特に、自動車エンジン補機駆動用Vリブドベルトのベルト鳴きはユーザークレームの多くを占め、大きな問題となっている。 In a friction transmission belt such as a flat belt for power transmission, a V-belt, and a V-ribbed belt, slippage occurs with a pulley under a specific condition such as an excessive load, and so-called belt squealing such as curculol caused by this slippage. Will occur. In particular, the belt noise of the V-ribbed belt for driving an automobile engine auxiliary machine occupies much of the user complaint and is a big problem.
ベルト鳴きの発生メカニズム等については、極めて多数の報告が為されている。例えば、下記非特許文献1〜4のような報告である。これらによれば、ベルト鳴きの発生メカニズムは、以下の通りとされている。即ち、ベルトとプーリの間の摩擦係数μは一定ではなく滑り速度vに依存し、μとvの関係(μ−v特性)が負の勾配を持つ(即ち、dμ/dv<0となる)ことにより所謂スティックスリップが発生し、これがベルト鳴きの原因であるとされる。 A great number of reports have been made on the mechanism of belt squeal. For example, it is a report like the following nonpatent literatures 1-4. According to these, the generation mechanism of the belt squeal is as follows. That is, the friction coefficient μ between the belt and the pulley is not constant but depends on the sliding speed v, and the relationship between μ and v (μ-v characteristic) has a negative gradient (that is, dμ / dv <0). This causes a so-called stick slip, which is considered to be the cause of belt squealing.
なお、特許文献5には、ベルトの張力測定方法が記載されている。
しかし、エンジンの始動、停止時等ではμ−v特性が負の勾配を持たないにも拘わらずベルト鳴きが発生するケースがあり、従来説のみでは十分には説明できていない。また、従来説はベルト鳴きの発生の可能性の有無をdμ/dvの正負やそれらの相対的な大きさで表現するのみであり、ベルト鳴きの発生時のその大きさ等に関する定量的な評価は全く為されていない。 However, there are cases where belt squeal occurs when the μ-v characteristic does not have a negative gradient when the engine is started, stopped, etc., and the conventional theory alone cannot fully explain. Further, the conventional theory only expresses the possibility of occurrence of belt squeezing by the sign of dμ / dv and their relative sizes, and quantitative evaluation of the magnitude of belt squealing at the time of occurrence. Is not done at all.
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、エンジンの定常運転時のみならず始動時、停止時におけるベルト鳴きの評価の精度を向上することにある。本発明の他の目的は、ベルト鳴きが発生した場合のその大きさを定量的に把握することにある。 The present invention has been made in view of such various points, and its main object is to improve the accuracy of evaluation of belt squealing at the time of starting and stopping as well as during the steady operation of the engine. Another object of the present invention is to quantitatively grasp the magnitude of belt squeal when it occurs.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、本願発明の発明者は、鋭意研究の末、下記式(1)で与えられる鳴き音指標SNI(Squeal Noise Index)を用い、この値の正負でベルト鳴きの発生の有無を、また、負の絶対値の大きさでベルト鳴きの大きさを表現できることを見出した。 The problems to be solved by the present invention are as described above, and the inventors of the present invention have used the squeal noise index SNI (Squeeze Noise Index) given by the following formula (1) as a result of diligent research. We have found that it is possible to express the occurrence of belt squeal by positive and negative, and the size of belt squeal by the magnitude of negative absolute value.
ただし、Vはベルト鳴き発生直前の滑り速度[m/s]またはベルト鳴き発生時の平均滑り速度[m/s]を、Fはベルトとプーリの間に発生する摩擦力[N]を、vはベルトとプーリの間の滑り速度[m/s]を、示す。 Where V is the slip speed [m / s] immediately before the occurrence of the belt squeal or the average slip speed [m / s] when the belt squeal occurs, F is the frictional force [N] generated between the belt and the pulley, v Indicates the sliding speed [m / s] between the belt and the pulley.
以下、本願発明の発明者がどのようにして上記式(1)を導出したかを理論的に説明する。 Hereinafter, it will be theoretically explained how the inventor of the present invention derived the above formula (1).
先ず、図1を参照されたい。図1は、ベルトとプーリの間の滑りを1自由度の振動系でモデル化したものを示す図である。本図に示されるように、ベルトとプーリ間の滑りを1自由度の振動系でモデル化する。ここで、ベルトを質点m、バネk、ダンパーcで表し、これに接するプーリを速度Vで走行する基盤で表している。この時の質点mに関する運動方程式は下記式(2)で与えられる。 First, please refer to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a model in which a slip between a belt and a pulley is modeled by a vibration system having one degree of freedom. As shown in the figure, the slip between the belt and the pulley is modeled by a vibration system with one degree of freedom. Here, the belt is represented by a mass m, a spring k, and a damper c, and a pulley in contact with the belt is represented by a base that travels at a speed V. The equation of motion for the mass point m at this time is given by the following equation (2).
ただし、mは質点の質量(kg)、cは減衰係数(Ns/m)、kはバネ定数(N/m)、Fは図2に示されるような滑り速度vの関数となる摩擦力(N)である。 Where m is the mass of the mass (kg), c is the damping coefficient (Ns / m), k is the spring constant (N / m), and F is a frictional force that is a function of the sliding velocity v as shown in FIG. N).
上記の摩擦力F(v)をv=v0の周りで級数展開すると、下記式(3)となる。ただし、下記式(3)は二次近似である。 When series expansion frictional force of the F a (v) around v = v 0, the following equation (3). However, the following formula (3) is a quadratic approximation.
ここで、v0としてVをとると下記式(4)が成立するから、上記式(3)は下記式(5)となる。 Here, when V is taken as v 0 , the following formula (4) is established, so the above formula (3) becomes the following formula (5).
上記式(5)の線形項のみを考慮し、これを上記式(2)に代入すると下記式(6)が得られる。 Considering only the linear term of the above equation (5) and substituting it into the above equation (2), the following equation (6) is obtained.
上記式(6)の左辺の括弧内が負の値をとるとき、質点の運動は不安定となり、スティックスリップ、即ち、ベルト鳴きが発生することになる。換言すれば、ベルト鳴きが発生するための必要条件は下記式(7)で示されるように、摩擦力の速度勾配が負となることである。 When the value in the parentheses on the left side of the above formula (6) takes a negative value, the motion of the mass point becomes unstable and stick slip, that is, belt squealing occurs. In other words, a necessary condition for the occurrence of the belt squeal is that the velocity gradient of the frictional force becomes negative as shown by the following formula (7).
次に、ベルト鳴きが発生した場合のその大きさ(エネルギー)についてみると、ベルト鳴きのエネルギーはベルトが滑るときにプーリがベルトに対して為す摩擦仕事率に比例する。ここで、摩擦仕事率は、下記式(8)で与えられる。 Next, regarding the magnitude (energy) when belt squeal occurs, the energy of the belt squeal is proportional to the frictional work rate that the pulley performs on the belt when the belt slips. Here, the frictional power is given by the following formula (8).
質点の速度dx/dtの変動が正弦波的であると仮定し、1周期分の平均仕事率を考えると、上記式(8)の右辺の係数は一定と見做せるため、右辺第1項は消えて下記式(9)となる。 Assuming that the fluctuation of the mass point velocity dx / dt is sinusoidal, and considering the average power for one cycle, the coefficient on the right side of the above equation (8) can be considered to be constant. Disappears and becomes the following formula (9).
ベルト鳴き発生、即ちスティックスリップ発生時についてみると、スティック時には下記式(10)が成立し、速度dx/dtの変動は振幅Vの正弦波と見做せることから上記式(9)は下記式(11)となる。 When belt squealing occurs, that is, when stick-slip occurs, the following equation (10) is established at the time of sticking, and the fluctuation of the speed dx / dt can be regarded as a sine wave of amplitude V. (11).
ベルト鳴きの発生時のdF/dvは前述のように負値であるから式(8)及び式(9)で与えられる仕事率は正となり、ベルトに供給されるエネルギーとなる。以上の考察より、上記式(1)で与えられるSNIは、ベルト鳴きの大きさに比例する量といえる。 Since dF / dv at the time of occurrence of the belt squeal is a negative value as described above, the power given by the equations (8) and (9) becomes positive and becomes the energy supplied to the belt. From the above consideration, it can be said that the SNI given by the above equation (1) is an amount proportional to the size of the belt squeal.
なお、摩擦力Fは押し付け力Nと摩擦係数μの積(F=μN)で与えられることから、上記式(1)は、下記式(12)となる。 Since the frictional force F is given by the product of the pressing force N and the friction coefficient μ (F = μN), the above equation (1) becomes the following equation (12).
更に、プーリ上のベルトについては単位長さあたりの押し付け力N´と張力Tの間にはプーリ半径Rを介してN´=T/Rの関係がある。このことから、Nt´を張り側押し付け力[N/m]、Ns´を緩み側押し付け力[N/m]とすると、ベルト巻き付き部の平均押し付け力Nは、下記式(13)となる。 Further, for the belt on the pulley, there is a relationship of N ′ = T / R between the pressing force N ′ per unit length and the tension T via the pulley radius R. From this, when N t ′ is the tension side pressing force [N / m] and N s ′ is the loose side pressing force [N / m], the average pressing force N of the belt winding portion is expressed by the following formula (13). Become.
ただし、Lは巻き付き長さ[m]を示し、Rはプーリ半径[m]を示し、θは巻き付け角[rad]を示し、Ttは張り側張力[N]を示し、Tsは緩み側張力[N]を示す。また、上記式(13)において、緩み側張力は張り側張力に比して十分に小さいと仮定し、張り側張力をTと置き換えている。上記式(13)の関係を用いることで、上記式(12)のSNIは最終的に下記式(14)で表される。 Where L represents the winding length [m], R represents the pulley radius [m], θ represents the winding angle [rad], T t represents the tension on the tension side [N], and T s represents the loose side. Tension [N] is indicated. In the above formula (13), it is assumed that the loose side tension is sufficiently smaller than the tension side tension, and the tension side tension is replaced with T. By using the relationship of the above formula (13), the SNI of the above formula (12) is finally expressed by the following formula (14).
そして、上記式(1)で与えられるSNIと同様、上記式(14)で与えられるSNIも、ベルト鳴きの大きさに比例する量といえる。 And like the SNI given by the above formula (1), the SNI given by the above formula (14) can be said to be an amount proportional to the size of the belt squeal.
以上の考察を踏まえることで、本願発明の発明者は、エンジンの始動時や停止時においては、張力Tと滑り速度vの関係、即ち、T−v特性もベルト鳴きに大きく関与し、この始動時や停止時におけるベルト鳴きは、T−v特性が負の勾配を持つ(dT/dv<0となる)時に発生するスティックスリップが原因ではないかと考えた。 Based on the above considerations, the inventor of the present invention has the relationship between the tension T and the slip speed v, that is, the Tv characteristic, greatly involved in the belt squeal when starting or stopping the engine. It was considered that the belt squealing at the time of stop or stop may be caused by stick-slip that occurs when the Tv characteristic has a negative slope (dT / dv <0).
そこで、本発明の第一の観点において、摩擦伝動ベルトがプーリに対して滑ることで発生するベルト鳴きの評価方法は、以下のような方法で行われる。即ち、dμ/dvを算出する第1のステップと、dT/dvを算出する第2のステップと、これらのdμ/dv及びdT/dvに基づいてベルト鳴きを評価する第3のステップと、を含む。ただし、μは前記摩擦伝動ベルトと前記プーリとの間の摩擦係数を示し、Tは前記摩擦伝動ベルトの張力[N]を示し、vは前記摩擦伝動ベルトと前記プーリとの間の滑り速度[m/s]を示す。以上の方法によれば、エンジンの定常運転時のみならず始動時、停止時におけるベルト鳴きの評価の精度が一層良好となる。 Therefore, in the first aspect of the present invention, a belt squeal evaluation method that occurs when the friction transmission belt slides with respect to the pulley is performed by the following method. That is, a first step for calculating dμ / dv, a second step for calculating dT / dv, and a third step for evaluating belt noise based on dμ / dv and dT / dv. Including. Here, μ represents a coefficient of friction between the friction transmission belt and the pulley, T represents a tension [N] of the friction transmission belt, and v represents a slip speed [between the friction transmission belt and the pulley [ m / s]. According to the above method, the accuracy of the evaluation of the belt squeal not only at the time of steady operation of the engine but also at the start and stop is further improved.
更に、以下のような方法で行われる。即ち、上記第3のステップは、下記式(15)に基づいて変数Gを求める。以上の方法によれば、ベルト鳴きは変数Gが負となるときに発生することから、この変数Gに基づいてベルト鳴きの発生の有無を把握できる。 Furthermore, it is performed by the following method. That is, in the third step, the variable G is obtained based on the following equation (15). According to the above method, since the belt squeal occurs when the variable G becomes negative, the presence or absence of occurrence of the belt squeal can be grasped based on the variable G.
更に、以下のような方法で行われる。即ち、上記第3のステップは、下記式(16)に基づいて変数SNIを求める。ただし、θは前記プーリに対する前記摩擦伝動ベルトの巻き付き角[rad]を示し、Vはベルト鳴き発生直前の滑り速度[m/s]またはベルト鳴き発生時の平均滑り速度[m/s]を示す。以上の方法によれば、変数SNIの正負によってベルト鳴きの発生の有無が把握されると共に、変数SNIの絶対値によってベルト鳴きが発生した場合のその大きさが定量的に把握される。 Furthermore, it is performed by the following method. That is, in the third step, the variable SNI is obtained based on the following equation (16). Is the wrap angle [rad] of the friction transmission belt with respect to the pulley, and V is the slip speed [m / s] immediately before the occurrence of belt squealing or the average slip speed [m / s] when belt squeal occurs. . According to the above method, the presence or absence of occurrence of belt squeezing is grasped by the sign of the variable SNI, and the magnitude of the occurrence of belt squealing is quantitatively grasped by the absolute value of the variable SNI.
本発明の第二の観点によれば、摩擦伝動ベルトがプーリに対して滑ることで発生するベルト鳴きの評価プログラムは、コンピュータに、dμ/dvを取得又は算出する第1のステップと、dT/dvを取得又は算出する第2のステップと、これらのdμ/dv及びdT/dvに基づいてベルト鳴きを評価する第3のステップと、を実行させる。以上のプログラム構成によれば、エンジンの定常運転時のみならず始動時、停止時におけるベルト鳴きの評価の精度が一層良好となる。 According to a second aspect of the present invention, an evaluation program for a belt squeal generated when a friction transmission belt slides with respect to a pulley includes a first step of acquiring or calculating dμ / dv on a computer, dT / A second step of obtaining or calculating dv and a third step of evaluating belt squeal based on these dμ / dv and dT / dv are executed. According to the above program configuration, the accuracy of evaluation of belt squealing at the time of starting and stopping as well as during steady operation of the engine is further improved.
上記の評価プログラムは、更に、コンピュータに以下を実行させる。即ち、上記第3のステップは、下記式(15)に基づいて変数Gを求める。以上のプログラム構成によれば、ベルト鳴きは変数Gが負となるときに発生することから、この変数Gに基づいてベルト鳴きの発生の有無を把握できる。 The evaluation program further causes the computer to execute the following. That is, in the third step, the variable G is obtained based on the following equation (15). According to the above program configuration, since the belt squeal occurs when the variable G becomes negative, the presence or absence of the belt squeal can be grasped based on the variable G.
上記の評価プログラムは、更に、コンピュータに以下を実行させる。即ち、上記第3のステップは、下記式(16)に基づいて変数SNIを求める。以上のプログラム構成によれば、変数SNIの正負によってベルト鳴きの発生の有無が把握されると共に、変数SNIの絶対値によってベルト鳴きが発生した場合のその大きさが把握される。 The evaluation program further causes the computer to execute the following. That is, in the third step, the variable SNI is obtained based on the following equation (16). According to the above program configuration, the presence or absence of occurrence of belt squealing is grasped by the sign of variable SNI, and the magnitude when belt squealing occurs is grasped by the absolute value of variable SNI.
本発明の第三の観点によれば、摩擦伝動ベルトがプーリに対して滑ることで発生するベルト鳴きの評価装置は、以下のように構成される。dμ/dvを取得又は算出する第1の手段と、dT/dvを取得又は算出する第2の手段と、これらのdμ/dv及びdT/dvに基づいてベルト鳴きを評価する第3の手段と、を含む。以上の構成によれば、エンジンの定常運転時のみならず始動時、停止時におけるベルト鳴きの評価の精度が一層良好となる。 According to the third aspect of the present invention, an apparatus for evaluating a belt squeal generated when a friction transmission belt slides with respect to a pulley is configured as follows. a first means for acquiring or calculating dμ / dv; a second means for acquiring or calculating dT / dv; and a third means for evaluating belt squealing based on these dμ / dv and dT / dv; ,including. According to the above configuration, the accuracy of evaluation of belt squealing at the time of starting and stopping as well as during the steady operation of the engine is further improved.
上記の評価装置は、更に、以下のように構成される。即ち、上記第3の手段は、下記式(15)に基づいて変数Gを求める。以上の構成によれば、ベルト鳴きは変数Gが負となるときに発生することから、この変数Gに基づいてベルト鳴きの発生の有無を把握できる。 The above evaluation apparatus is further configured as follows. That is, the third means obtains the variable G based on the following equation (15). According to the above configuration, since the belt squeal occurs when the variable G becomes negative, the presence or absence of the belt squeal can be grasped based on the variable G.
上記の評価装置は、更に、以下のように構成される。即ち、上記第3のステップは、下記式(16)に基づいて変数SNIを求める。以上の構成によれば、変数SNIの正負によってベルト鳴きの発生の有無が把握されると共に、変数SNIの絶対値によってベルト鳴きが発生した場合のその大きさが把握される。 The above evaluation apparatus is further configured as follows. That is, in the third step, the variable SNI is obtained based on the following equation (16). According to the above configuration, the presence or absence of occurrence of belt squeezing is grasped by the sign of the variable SNI, and the magnitude of the occurrence of belt squealing is grasped by the absolute value of the variable SNI.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図3を参照されたい。図3は、摩擦伝動ベルトがプーリに対して滑ることで発生するベルト鳴きの評価方法の処理の手順を示すフローチャートである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Please refer to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of an evaluation method for a belt squeal generated when a friction transmission belt slides on a pulley.
本図に示される処理は、主としてコンピュータ(ベルト鳴きの評価装置、第1〜第3の手段)において実行される。即ち、コンピュータは、CPUとROM、RAM、記憶媒体読取装置、出力装置などを備える。図3に示される処理に係るプログラム(評価プログラム)は、予めROMに記憶されるか、又は、予めFDやCDROM、DVDROMなどのリムーバブル型記憶媒体に記憶された上で上記の記憶媒体読取装置を介してコンピュータの記憶装置(RAMなど)に適宜に読み込まれる。そして、CPUは、ROMあるいはRAMに記憶されているプログラムを適宜に読み込んで図3に示される処理を実行するようになっている。出力装置は、例えばディスプレイやプリンタである。 The processing shown in this figure is mainly executed in a computer (belt noise evaluation device, first to third means). That is, the computer includes a CPU, a ROM, a RAM, a storage medium reading device, an output device, and the like. The program (evaluation program) related to the processing shown in FIG. 3 is stored in advance in the ROM, or stored in advance in a removable storage medium such as FD, CDROM, DVDROM, etc. Through the storage device (RAM, etc.) of the computer. Then, the CPU appropriately reads a program stored in the ROM or RAM and executes the processing shown in FIG. The output device is, for example, a display or a printer.
先ず、プログラムが開始すると(S300)、CPUは、予めRAMなどに記憶されている各種のデータを取得する(S310)。各種のデータは、μやT、vの時間変動(以下、「時間変動」の明示は適宜、割愛する。)、及び、ベルト及びプーリの種別によって一義的に定まる図7に示されるようなμ−v特性を含む。 First, when the program starts (S300), the CPU acquires various data stored in advance in the RAM (S310). The various data are time variations of μ, T, and v (hereinafter, “time variation” will be omitted as appropriate) and μ as shown in FIG. Includes -v characteristics.
次に、上記S310で取得したv及びμ−v特性に基づいて、dμ/dvを算出する(S320、第1のステップ)。更に、Tとvに基づいて、dT/dvを算出する(S330、第2のステップ)。なお、dT/dvを算出するには、dT/dv=(dT/dt)/(dv/dt)の関係式を用いる。また、S320の処理と、S330の処理と、は前後を違えてもよいし、同時に行われてもよい。更には、dμ/dvやdT/dvを別途算出しておいて、算出されたdμ/dvやdT/dvが既にRAMなどに記憶されている場合は、S320やS330では、これらの値をRAMなどから読み込んで取得すれば足りる。 Next, dμ / dv is calculated based on the v and μ-v characteristics acquired in S310 (S320, first step). Further, dT / dv is calculated based on T and v (S330, second step). In order to calculate dT / dv, a relational expression of dT / dv = (dT / dt) / (dv / dt) is used. Moreover, the process of S320 and the process of S330 may differ before and after, and may be performed simultaneously. Further, when dμ / dv and dT / dv are separately calculated and the calculated dμ / dv and dT / dv are already stored in the RAM or the like, these values are stored in the RAM in S320 and S330. It is enough to read and acquire from.
そして、下記式(15)に基づいて変数Gを算出する(S340)と共に、下記式(16)に基づいて変数SNIを算出する(S350)。ただし、下記式(15)を下記式(16)に代入すれば判る通り、直接的にSNIを算出するようにしてもよい。 Then, the variable G is calculated based on the following formula (15) (S340), and the variable SNI is calculated based on the following formula (16) (S350). However, as can be seen by substituting the following equation (15) into the following equation (16), the SNI may be directly calculated.
最後に、上記で求めた変数G又は変数SNIの何れか一方又は両方をグラフ形式で出力装置を用いて出力(S360)し、プログラムは終了する(S370)。 Finally, either or both of the variable G and the variable SNI obtained above are output in the form of a graph using the output device (S360), and the program ends (S370).
出力結果の一例として、図5を参照されたい。このグラフにおいて、SNIが負となっているときは、上記式(7)により、ベルト鳴きが発生するものと判断ないし評価できる。また、SNIが負となっている場合において、その絶対値は、上記式(11)により、ベルト鳴きの大きさを定量的に表すものだから、この絶対値に基づいて、ベルト鳴きの大きさを定量的に把握できる。 See FIG. 5 as an example of the output result. In this graph, when the SNI is negative, it can be judged or evaluated that belt squeal is generated by the above formula (7). In addition, when the SNI is negative, the absolute value thereof quantitatively represents the size of the belt squeal according to the above equation (11). Therefore, the size of the belt squeal is calculated based on the absolute value. It can be grasped quantitatively.
以上に、本発明の好適な実施の形態を説明した。 The preferred embodiments of the present invention have been described above.
次に、上記のベルト鳴きの評価方法による評価の精度について、具体的に検証した結果を報告する。 Next, the result of concrete verification about the accuracy of the evaluation by the belt squeal evaluation method will be reported.
<第1検証>
本第1検証は、エンジンの定常運転時における上記の評価の精度を検証するものである。図4は、第1検証に供される補機レイアウトを示す図である。図5は、図4に示す補機レイアウトを有する4気筒ガソリンエンジンのアイドリング(700rpm)時のベルト鳴きの測定結果と、SNIの計算結果、及び、滑り速度の比較を示す図である。図4において、CRはクランク、ALTはオルタネータ、WPはウォーターポンプ、ACは空調用コンプレッサ、IDはアイドラーを示し、CRプーリ上のプーリ周速度、ベルト速度は夫々、レーザドップラー速度計を用いて計測した。張り側(CRから見てID1側)の張力はID1プーリの軸に貼り付けられた歪みゲージにより計測し、同様に、緩み側(CRから見てID2側)の張力はID2プーリの軸に貼り付けられた歪みゲージにより計測した。図6はSNIの計算に使用したT−v特性の測定結果を示す。μ−v特性としては、張り側張力と緩み側張力の計測値から下記式(17)に基づいて算出した図7に示される結果を用いている。
<First verification>
The first verification verifies the accuracy of the evaluation during the steady operation of the engine. FIG. 4 is a diagram showing an auxiliary machine layout used for the first verification. FIG. 5 is a diagram showing a comparison between a measurement result of belt squeal at the time of idling (700 rpm), a calculation result of SNI, and a slip speed of the 4-cylinder gasoline engine having the auxiliary machine layout shown in FIG. In FIG. 4, CR is a crank, ALT is an alternator, WP is a water pump, AC is an air conditioning compressor, ID is an idler, and pulley peripheral speed and belt speed on the CR pulley are measured using a laser Doppler velocimeter, respectively. did. The tension on the tension side (ID1 side when viewed from the CR) is measured by a strain gauge attached to the shaft of the ID1 pulley, and similarly, the tension on the loose side (ID2 side when viewed from the CR) is applied to the shaft of the ID2 pulley. It was measured with the attached strain gauge. FIG. 6 shows the measurement results of the Tv characteristic used for the SNI calculation. As the μ-v characteristic, the result shown in FIG. 7 calculated based on the following formula (17) from the measured values of the tension side tension and the loose side tension is used.
図5によれば、SNIが大きな負値を示すタイミングでベルト鳴きが発生していることがわかる。換言すれば、エンジンの定常運転時において、SNIは、ベルト鳴きの発生の有無を再現できているといえる。 According to FIG. 5, it can be seen that belt squealing occurs at a timing when the SNI shows a large negative value. In other words, it can be said that the SNI can reproduce the presence or absence of occurrence of belt squeal during the steady operation of the engine.
<第2検証>
本第2検証は、エンジンの非定常運転時である始動時における上記の評価の精度を検証するものである。図8は、第2検証に供される補機レイアウトを示す図である。図9は、図8に示す補機レイアウトを有する4気筒ガソリンエンジンの始動時のベルト鳴きの測定結果と、SNIの計算結果、及び、滑り速度の比較を示す図である。図8において、CR、ALT、WP、AC、IDは前述した通りである。CRプーリ上のプーリ周速度、ベルト速度は夫々、レーザドップラー速度計を用いて計測した。張り側(CRから見てID側)の張力はIDプーリの軸に貼り付けられた歪みゲージにより計測した。また、本第2検証では、ベルトの初期設定張力T0を変化させており、図9はT0=368(N)の結果であり、図10はT0=485(N)の結果であり、図11はT0=562(N)の結果である。図12はSNIの計算に使用したT−v特性の測定結果を示す図である。μ−v特性は、別途特殊な計測装置を用いて計測した図13に示される測定結果を用いている。図9〜図11によれば、計算で求めたSNIの負値の大小と、計測されたベルト鳴きの発生状況は非常に良く対応していることが判る。
<Second verification>
The second verification is to verify the accuracy of the above evaluation at the time of start-up that is an unsteady operation of the engine. FIG. 8 is a diagram showing an auxiliary machine layout used for the second verification. FIG. 9 is a diagram showing a comparison between a measurement result of belt squeal at the start of the four-cylinder gasoline engine having the accessory layout shown in FIG. 8, a calculation result of SNI, and a slip speed. In FIG. 8, CR, ALT, WP, AC, and ID are as described above. The pulley peripheral speed and belt speed on the CR pulley were measured using a laser Doppler velocimeter, respectively. The tension on the tension side (ID side as viewed from the CR) was measured with a strain gauge attached to the shaft of the ID pulley. In the second verification, the initial tension T 0 of the belt is changed. FIG. 9 shows the result of T 0 = 368 (N), and FIG. 10 shows the result of T 0 = 485 (N). FIG. 11 shows the result of T 0 = 562 (N). FIG. 12 is a diagram illustrating a measurement result of the Tv characteristic used for the calculation of the SNI. The μ-v characteristic uses the measurement result shown in FIG. 13 measured using a special measuring device. According to FIGS. 9 to 11, it can be seen that the magnitude of the negative SNI value obtained by calculation and the measured occurrence of belt squeal correspond very well.
上記第1検証及び第2検証の検証結果により、上記実施形態に係るベルト鳴きの評価方法は、エンジンの定常運転時のみならず始動時、停止時においても、ベルト鳴きの評価を良好に行えることがわかる。 Based on the verification results of the first verification and the second verification, the belt squeal evaluation method according to the above embodiment can satisfactorily evaluate the belt squeeze not only at the time of steady operation of the engine but also at the start and stop. I understand.
以上に説明した上記のベルト鳴きの評価方法は、例えば、以下のような場面で有効に活用されたい。 The above-described belt squeal evaluation method described above should be effectively used in the following situations, for example.
<活用例1>
現在、新規エンジンの開発時点において、補機駆動用ベルトの設計検討を行っている。ここでは、与えられた補機レイアウト、補機仕様などを用いてシミュレーションを実施し、下記(a)〜(c)のような計算結果に基づいて補機システムの成立性の検討、最適ベルトの選定等を行っている。
(a)ベルト各スパンの張力変動
(b)各補機プーリ上のスリップ率(滑り速度)
(c)ベルト各スパンの弦振動
<Example 1>
At the time of development of a new engine, we are currently studying the design of an auxiliary drive belt. Here, a simulation is performed using the given auxiliary machine layout, auxiliary machine specifications, etc., and the feasibility of the auxiliary machine system is examined based on the calculation results as shown in (a) to (c) below, the optimum belt Selection etc. are performed.
(A) Tension fluctuation of each belt span (b) Slip rate (slip speed) on each auxiliary pulley
(C) String vibration of each belt span
しかし、補機システムの成立性で最も重要な発音(ベルト鳴きの発生)については検討できなかったため、シミュレーションの結果であるスリップ率などを参考に経験的に判断しているのみであり、最終的にはエンジン試運転時の結果を見ながら即物的に対応していた。 However, the most important pronunciation (occurrence of belt squeal) in the feasibility of the auxiliary system could not be studied, so only the empirical judgment was made with reference to the slip rate as a result of simulation. Was responding to the actual situation while looking at the results of the engine test run.
上記の現状に対し、本発明に基づく鳴き音指標SNIを図14に示される計算ブロック図と、図3のフローチャートと、に基づいて計算することで、設計段階でベルト鳴きの発生の有無とその影響度(ベルト鳴きの定量的な大きさ)を把握可能となり、もって、開発工数、コストを大幅に短縮可能となる。 In response to the above situation, the squeal index SNI based on the present invention is calculated based on the calculation block diagram shown in FIG. 14 and the flowchart of FIG. The degree of influence (quantitative size of the belt squeal) can be ascertained, and the development man-hours and costs can be greatly reduced.
なお、図14において、「補機レイアウト」とはCRに対するWPやALTなどの補機の軸配置やプーリ径を意味する。同様に、「補機負荷条件」とは例えば種々のエンジン回転数におけるWPやALTなどの補機の軸トルク、あるいは軸仕事などを意味する。また、「ベルト仕様」とは例えばベルト断面形状やベルトの剛性、密度、あるいは摩擦係数などを意味する。そして、「エンジン仕様」とは回転数や気筒数、或いは各回転数における回転変動率などを意味する。「スリップ率」は、滑り速度vをプーリ周速度、あるいはベルト走行速度で除した値である。 In FIG. 14, “auxiliary machine layout” means the shaft arrangement and pulley diameter of auxiliary machines such as WP and ALT with respect to CR. Similarly, the “auxiliary machine load condition” means, for example, the shaft torque of an auxiliary machine such as WP or ALT or shaft work at various engine speeds. The “belt specification” means, for example, a belt cross-sectional shape, belt rigidity, density, or friction coefficient. The “engine specification” means the number of revolutions, the number of cylinders, or the rotational fluctuation rate at each revolution number. The “slip rate” is a value obtained by dividing the slip speed v by the pulley peripheral speed or the belt running speed.
<活用例2>
新規開発エンジンの試運転時にベルト鳴きが発生する問題が生じた場合、現状では計測結果などに基づき、担当者の経験や勘に依存しながら、試行錯誤で対応してきた。これに対し、各種の計測データに基づいて鳴き音指標SNIを計算すれば、張力変動あるいは摩擦の何れかが主原因であるかが明確となるため、問題解決のための工数とコストが大幅に短縮可能となる。
<Utilization example 2>
When a problem arises that a belt squeals during a trial run of a newly developed engine, it has been dealt with by trial and error, depending on the experience and intuition of the person in charge based on the measurement results. On the other hand, if the squeal index SNI is calculated based on various measurement data, it will be clear whether tension fluctuation or friction is the main cause, which greatly increases the man-hours and costs for solving the problem. It can be shortened.
Claims (9)
dμ/dvを算出する第1のステップと、
dT/dvを算出する第2のステップと、
これらのdμ/dv及びdT/dvに基づいてベルト鳴きを評価する第3のステップと、
を含む、ことを特徴とするベルト鳴きの評価方法。
ただし、μは前記摩擦伝動ベルトと前記プーリとの間の摩擦係数を示し、Tは前記摩擦伝動ベルトの張力[N]を示し、vは前記摩擦伝動ベルトと前記プーリとの間の滑り速度[m/s]を示す。 In the evaluation method of the belt squeal generated when the friction transmission belt slides against the pulley,
a first step of calculating dμ / dv;
a second step of calculating dT / dv;
A third step of evaluating belt squealing based on these dμ / dv and dT / dv;
The evaluation method of the belt squeal characterized by including.
Here, μ represents a coefficient of friction between the friction transmission belt and the pulley, T represents a tension [N] of the friction transmission belt, and v represents a slip speed [between the friction transmission belt and the pulley [ m / s].
上記第3のステップは、下記式(15)に基づいて変数Gを求める、
ことを特徴とするベルト鳴きの評価方法
In the third step, a variable G is obtained based on the following equation (15).
Evaluation method of belt squeal characterized by
上記第3のステップは、下記式(16)に基づいて変数SNIを求める、
ことを特徴とするベルト鳴きの評価方法
In the third step, a variable SNI is obtained based on the following equation (16).
Evaluation method of belt squeal characterized by
コンピュータに、
dμ/dvを取得又は算出する第1のステップと、
dT/dvを取得又は算出する第2のステップと、
これらのdμ/dv及びdT/dvに基づいてベルト鳴きを評価する第3のステップと、
を実行させる、ことを特徴とするベルト鳴きの評価プログラム。 In the evaluation program for belt squealing that occurs when the friction transmission belt slides against the pulley,
On the computer,
a first step of obtaining or calculating dμ / dv;
a second step of obtaining or calculating dT / dv;
A third step of evaluating belt squealing based on these dμ / dv and dT / dv;
A belt squeal evaluation program characterized in that
上記第3のステップは、下記式(15)に基づいて変数Gを求める、
ことを特徴とするベルト鳴きの評価プログラム
In the third step, a variable G is obtained based on the following equation (15).
Belt squeal evaluation program characterized by
上記第3のステップは、下記式(16)に基づいて変数SNIを求める、
ことを特徴とするベルト鳴きの評価プログラム
In the third step, a variable SNI is obtained based on the following equation (16).
Belt squeal evaluation program characterized by
dμ/dvを取得又は算出する第1の手段と、
dT/dvを取得又は算出する第2の手段と、
これらのdμ/dv及びdT/dvに基づいてベルト鳴きを評価する第3の手段と、
を含む、ことを特徴とするベルト鳴きの評価装置。 In an evaluation device for belt squealing generated when the friction transmission belt slides against the pulley,
a first means for obtaining or calculating dμ / dv;
a second means for obtaining or calculating dT / dv;
A third means for evaluating belt squealing based on these dμ / dv and dT / dv;
A belt squeal evaluation device characterized by comprising:
上記第3の手段は、下記式(15)に基づいて変数Gを求める、
ことを特徴とするベルト鳴きの評価装置
The third means obtains a variable G based on the following equation (15).
Belt squeal evaluation device characterized by that
上記第3のステップは、下記式(16)に基づいて変数SNIを求める、
ことを特徴とするベルト鳴きの評価装置
In the third step, a variable SNI is obtained based on the following equation (16).
Belt squeal evaluation device characterized by that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007265891A JP4995687B2 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Belt squeal evaluation method and apparatus, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007265891A JP4995687B2 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Belt squeal evaluation method and apparatus, and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009092603A JP2009092603A (en) | 2009-04-30 |
JP4995687B2 true JP4995687B2 (en) | 2012-08-08 |
Family
ID=40664722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007265891A Active JP4995687B2 (en) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | Belt squeal evaluation method and apparatus, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4995687B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6350782B1 (en) * | 2017-12-22 | 2018-07-04 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | Elevator rope tension confirmation device and elevator rope tension confirmation system |
CN113468761A (en) * | 2021-07-21 | 2021-10-01 | 义乌吉利动力总成有限公司 | Howling evaluation method and device for timing chain transmission system and readable storage medium |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3686871B2 (en) * | 2002-02-27 | 2005-08-24 | 三ツ星ベルト株式会社 | Toothed belt noise prediction method and apparatus, and program |
-
2007
- 2007-10-11 JP JP2007265891A patent/JP4995687B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009092603A (en) | 2009-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bertini et al. | Analytical model for the power losses in rubber V-belt continuously variable transmission (CVT) | |
CN103998752B (en) | For the method and apparatus identifying the fluctuation of speed/torque ripple in dynamical system | |
Spicer et al. | Effects of frictional loss on bicycle chain drive efficiency | |
JP4995687B2 (en) | Belt squeal evaluation method and apparatus, and program | |
Li et al. | Studies on centrifugal clutch judder behavior and the design of frictional lining materials | |
JP3851223B2 (en) | Transmission belt vibration analysis method and apparatus, and program | |
Troedsson et al. | A dynamic analysis of the oscillations in a chain drive | |
Johannesson et al. | Dynamic loading of synchronous belts | |
Cepon et al. | Validation of a flexible multibody belt-drive model | |
Shangguan et al. | Modeling and validation of rotational vibration responses for accessory drive systems—Part I: experiments and belt modeling | |
JP4133768B2 (en) | Transmission belt vibration analysis method and apparatus, and program | |
Tonoli et al. | Dynamic modeling of belt drive systems: effects of the shear deformations | |
Michon et al. | Parametric instability of an axially moving belt subjected to multifrequency excitations: experiments and analytical validation | |
Kátai et al. | Identification of V-belt power losses with temperature measurement | |
Long et al. | Method for estimating vibration responses of belt drive systems with a nonlinear tensioner | |
Moon et al. | Radial boundary vibration of misaligned v-belt drives | |
Kim | Launching performance analysis of a continuously variable transmission vehicle with different torsional couplings | |
Crane et al. | Compliant floating-opposing-arm (FOA) centrifugal clutch | |
JP2001311456A (en) | Vibration analysis method and design aid method for transmission belt driving system | |
Shirasuna et al. | Establishment of fuel economy estimation method focused on transmission efficiency of rubber belt type CVT | |
Hoshi | Technique for predicting powertrain self-excited vibration at vehicle start-up | |
Łatas et al. | Theoretical-experimental determination of CVT power losses due to rubber V-belt vibrations | |
Zeng et al. | Experimental and modelling analysis of dynamic characteristic for automatic tensioner in a two pulley-belt drive system | |
Lin et al. | Analysis for dynamic performances of engine front end accessory drive system under accelerating condition | |
JP6392164B2 (en) | Auxiliary torque measurement method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101005 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120419 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120508 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120510 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150518 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4995687 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |