在汽车发动机的复杂构造中，正时链传动系统扮演着举足轻重的角色。而液压自动张紧器，作为这一系统的核心零部件，其性能参数的设计与动态特性直接关乎正时链的传动效率、发动机的燃油经济性，以及系统整体的振动与噪声控制。
尽管液压张紧器在汽车发动机中已得到广泛应用，但关键的技术专利与核心研究成果却大多掌握在少数发达国家手中。国内在此领域尚未形成系统而完善的设计与分析方法，这无疑制约了我国汽车工业的自主发展。
本文旨在通过深入剖析液压张紧器的关键参数计算方法，并借助多体动力学仿真技术，探究不同边界条件下（如泄漏间隙、油温、含气量等）液压张紧器的阻尼力特性，为我国自主设计高性能、高可靠性的液压张紧器提供坚实的理论支撑与工程指导。
基于液压张紧器的工作原理与理论计算公式，我们精心构建了对应的多体动力学模型。
为验证模型的合理性，我们设计了一系列试验测试，通过对比数值分析结果与试验数据，确保模型的准确性与可靠性。
在模拟实际发动机中液压张紧器的工作条件时，我们严格控制了四个关键外界参数：外界激励的频率、幅值，张紧器的供油压力，以及液压油的温度。
试验中，外部激励采用正弦激励曲线，激励频率控制在10-200 Hz范围内，激励振幅则根据正时链条的横向波动位移量进行设定，以分析不同转速条件下正时链条对液压张紧器的激励情况。
张紧器的供油压力与发动机转速紧密相关，试验中通过调节安全阀来改变供油压力，设定为4 bar。
同时，考虑到液压油的温度会影响油液粘度，我们将油液温度设置为100℃，以模拟张紧器工作时的实际油温。
通过对比50 Hz和100 Hz激励频率下液压张紧器作用反力与柱塞位移的关系，我们发现仿真分析结果与试验测试结果基本一致，整体匹配特性较高。
滞回曲线显示，自主设计的张紧器在较小的柱塞位移下即展现出高能量消耗特性，抗冲击能力强，完全满足液压张紧器的实际工作要求。
进一步分析发现，在振幅为0.1 mm、0.15 mm和0.2 mm的激励下，仿真和试验得到的最大反作用力的最大误差分别为81.6 N、69.7 N和64.1 N。
不同激励频率下的最大阻尼力预测误差均小于8.3%，在合理范围内。误差主要来源于试验中液压张紧器空气含量的不确定性，油中的空气含量直接影响张紧器的阻尼特性。
为降低油中的空气含量，我们建议在适当位置设置放气孔。
最大反作用力在各个振幅处的变化趋势一致，均在150 Hz左右达到最大值，之后呈下降趋势。
（1）试验结果表明，动态仿真分析是预测液压张紧器动态性能的有效方法。不同激励频率下的最大阻尼力预测误差均小于8.3%，这种微小的差异主要来自试验液压张紧器的空气含量的不确定性。
（2）张紧器的动力学特性与泄漏间隙密切相关。泄漏间隙越小，油流量越小，腔室压力越大，阻尼系数越大，滞回曲线面积越大，最终导致张紧器反作用力越大。
当泄漏间隙从0.045 mm减小到0.025 mm时，最大阻尼力从621.1 N增大到1942.3 N。在初始设计阶段，可根据张紧器的工作条件和仿真结果选择更合理的泄漏间隙。
（3）随着油温的升高，油粘度降低，导致最大阻尼力随之降低。当油温从80℃升高到120℃时，最大阻尼力从1634.1 N减小到792.8 N。
当液压油中含有一定量的空气时，滞回曲线所封闭的面积和最大阻尼力都会减小。当空气含量从0.1%增加到0.3%时，最大阻尼力从1086.3 N减小到985.8 N。
因此，液压张紧器工作时应严格控制油温，并在适当位置设置放气孔，以减少张紧器油液中的空气含量，确保张紧器的稳定运行。
