CN101099054A - 皮带传动系统 - Google Patents

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CN101099054A CNA2005800461986A CN200580046198A CN101099054A CN 101099054 A CN101099054 A CN 101099054A CN A2005800461986 A CNA2005800461986 A CN A2005800461986A CN 200580046198 A CN200580046198 A CN 200580046198A CN 101099054 A CN101099054 A CN 101099054A
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Abstract

一种皮带传动系统，具有带有带体的皮带。抗拉线沿纵轴延伸地设置于所述带体中。多个带齿设置于所述带体的外表面上，带齿横向于所述纵轴定向。带接合区设置于所述带齿之间。驱动链轮被连接到发动机曲轴上，该发动机具有多个气缸。从动链轮。该驱动链轮上的凹槽数量为发动机气缸的数量除以2的整数倍。该从动链轮上凹槽的数量是驱动链轮中的凹槽数量的整数倍。带齿的数量、接合区的长度以及链轮凹槽间距取决于曲轴每旋转一圈时的发动机点火次数，从而将皮带/皮带轮啮合频率降低到发动机频率的水平内。

Description

皮带传动系统
技术领域
本发明涉及一种皮带传动系统，并且更特别地，涉及一种包括皮带和协作链轮的皮带传动系统，其中带齿的数量、接合区长度以及链轮的凹槽间距取决于曲轴每旋转一圈时的发动机点火次数，由此通过使皮带/皮带轮的啮合频率与发动机点火的数量级相同来降低频率和噪音。
背景技术
同步皮带或齿形皮带用在皮带传动输电系统中，它对于同步传动元件来说是必需的。同步是通过设置于皮带上的横向齿与主动链轮和从动链轮中的凹槽之间的相互作用来实现的。齿与相应槽之间的啮合用于机械调整链轮的旋转，从而调整从动装置。
同步皮带包括多个横向安装的齿，这些齿沿着皮带的长度彼此邻接。电力输送发生在各齿与链轮在大致与链轮相切的平面中即将啮合的时候。因此，这些齿多半处于剪切应变中。在每组齿之间的区域被称为接合区。
在齿之间具有相对较大的接合面积或者齿距的同步皮带同样是公知的。这种皮带部分依赖接合区和链轮圆周之间的相互摩擦作用来传递扭矩。该传递扭矩的能力是皮带围绕链轮的包角、初始张力和皮带表面的摩擦系数的函数。
代表现有技术特征的是Jeffrey所持有的专利号为4,047,444(1977)的美国专利，该专利文献公开了一种同步皮带和主动链轮与间隔排列的链轮之间的链轮传动，该链轮传动主要通过皮带在链轮圆周上的摩擦接触来实现。
现有技术完全依赖于在主动链轮和从动链轮之间具有存在差别的凹槽间距，该凹槽间距部分基于不同的皮带张力。现有技术并没有提到或解决降低操作谐波和噪音的问题。
所需要的是，提供一种包括皮带和协作链轮的皮带传动系统，其中带齿的数量、接合区长度以及链轮的凹槽间距取决于曲轴每旋转一圈时的发动机点火次数，由此将皮带/皮带轮的啮合频率降低至难于与发动机频率等级进行区分的程度。本发明就满足了这种需要。
发明内容
本发明的主要方面是，提供一种皮带和协作链轮，其中带齿的数量、接合区的长度以及链轮凹槽间距独立于曲轴每旋转一圈时的发动机点火次数，从而将皮带/从动轮的啮合频率降低到不能与发动机频率级区分开的范围内。
本发明的其它方面将通过本发明和附图的如下说明而被指出或变得明显。
本发明包括一种皮带传动系统，其具有带有带体的皮带。抗拉线沿纵轴延伸地设置于该带体中。多个带齿设置于该带体的外表面上，这些带齿横向于该纵轴定向。皮带接合区设置在这些带齿之间。驱动链轮连接到发动机曲轴上，该发动机具有多个气缸。从动链轮。该驱动链轮上的凹槽数量为发动机气缸数量除以2的整数倍。该从动链轮上凹槽的数量是驱动链轮中的凹槽数量的整数倍。带齿的数量、接合区的长度以及链轮凹槽间距取决于曲轴每旋转一圈时的发动机点火次数，从而将皮带/皮带轮啮合频率降低到发动机频率级内。
附图说明
合并在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术所述系统的示意图。
图2是本发明所述皮带和链轮的侧视图。
图3是链轮凹槽的侧视图。
图4是链轮凹槽的侧视图。
图5是本发明所述皮带的侧视图。
图6是本发明所述皮带的侧视图。
图7是示出了利用本发明所述系统的角度振动对安装张力的曲线图，
图8是示出了利用本发明所述系统的有效张力对安装张力的曲线图，
图9是对照第19级谐波的图表。
图10是对照第8级谐波的图表。
图11是现有技术所述皮带的立体图，示出了齿和接合区长度。
图12是本发明所述皮带的立体图，示出了齿和接合区长度。
图13是本发明所述皮带的立体图，示出了齿和接合区长度。
图14是用于啮合图13所示皮带的链轮的局部立体图。
具体实施方式
同步皮带传动系统广泛用于发动机的应用中，以驱动凸轮轴及其它诸如燃油泵、水泵、交流发电机等装置。
在某些发动机上，一个或多个从动元件的角振动的幅度使得包括扭矩减震装置成为必需。减震装置的利用增加了发动机的成本、复杂性和重量。
本发明能够通过增加皮带传动系统的刚性，在某些情况下取消这种减震装置，这种刚性的增加是通过改变安装张力、增大模块以及皮带齿/皮带轮交界面的相互作用来实现的，而不会危害皮带的寿命或者增加系统的噪音。
传统地，利用齿形皮带来增加系统张力会导致，由于在皮带接合区和链轮之间的接触压力更高从而增大皮带接合区的磨损，并且由于皮带/链轮冲击力更高从而增大了系统噪音。
本发明通过在齿之间结合了相当大的间距，参见图5中所示的齿距P，这样降低了张力施加在皮带接合区上的单位面积上的压力，从而避免了增加皮带接合区上的磨损。本发明所述的构造引起其齿距比标准齿距P更大的结果，这又导致在皮带上带有较少的齿，该皮带可用于承载施加在给定皮带长度上的扭矩载荷。然而，本发明所述的皮带和系统通过对皮带齿型进行的最优化，并通过使齿间的接合区面积能够承载相当大部分的扭矩载荷来对这一点予以补偿。此外，本发明通过降低皮带振动的频率和谐波级，并通过将带齿与驱动链轮凹槽的啮合频率叠加在发动机气缸点火正时频率上，这样显著降低了预期的和不希望存在的皮带振动谐波级，从而避免增加任何与高的皮带张力相关的噪音。
所传递的载荷中相当大的部分被皮带接合区所承载。因此，平带接合区的能量传递依赖于欧拉平带公式，该公式描述了在传递扭矩时该皮带的运转状态。
在运转状况下，皮带在驱动链轮和从动链轮之间处于拉紧状态。进入到链轮(Ti)中的皮带张力不同于存在于链轮(T2)中的皮带张力。对于利用欧拉理论的平带，该公式涉及皮带张力T1和T2、摩擦系数(μ)以及皮带缠绕的弧度角(θ)，该公式为：
T1＝T2eμθ
式中，e是自然对数的基数，2.718，Ti是张紧侧的张力，T2是松弛侧张力。即将发生的滑动是皮带摩擦动力传递能力的上限。
该图表显示了皮带包角θ＝180°时，T1/T2的近似极限比率与平带和链轮之间的摩擦系数的函数。
假定摩擦系数为0.35
T1/T2    T2＝Tinst  T1    T1-T2＝Te(N)    (N)     (N)3      250    750     5003      500    1500    10003      750    2250    1500
参照上述图表，利用该理论，在T2＝750N，且摩擦系数(μ)约为0.35时，可以完全通过摩擦来传递约1500牛顿的有效张力能级(Te)。有效张力被限定为皮带张紧侧张力和皮带从动侧张力之间的差值。从动侧张力是安装张力(Tinst)的函数。张紧侧张力是由驱动轮(T1)承载的载荷的函数。
如果T1/T2小于或等于eμθ，那么皮带将不会在链轮上滑动。对于大于该值的比率，即Ti/T2大于eμθ，将发生滑动。
然而，在所有的情况下，皮带都将在链轮上滑移。考虑一段单位长度的皮带在张力T1的作用下移动到第一链轮上。随着该单位长度的皮带围绕链轮移动，该链轮经受的张力从T1减小到T2。由于其弹性，皮带段在长度上略缩短。因此，第一(驱动)链轮继续接收比它所传递的更长的皮带，链轮表面的速度大于皮带在其上移动的速度。同样，第二(从动)链轮接收比它所传递的更短的皮带，并且其表面速度小于皮带在其上移动的速度。随着该皮带在链轮上方的“滑移”运动导致动力不可避免地出现些许损失，这降低了效率。
当T1的值接近T2的值，即(T1/T2＞1)时，滑移量将减小，这是由于在链轮上移动的皮带的单位长度将较少变化而引起的。当T1＝T2时，我们具有了“实际安装”条件，并且没有动力可以被系统所传递。
用于皮带接合区的摩擦系数约为0.35，例如前述非限定性示例。对于皮带接合区(110)来说，足够的摩擦系数(μ)的范围为约0.30到约0.40。
对于同步皮带传动，前述平带理论被带齿与链轮凹槽之间的相互作用所限定。动力的传递是通过在带齿载荷和摩擦效应之间分配载荷来实现的。在现行实践中，该载荷的大部分是由带齿承载的。
齿型在尺寸和几何形状上被最优化，以用于承载载荷并用于啮合皮带-链轮。例如，该齿型可以是于美国专利文献No.4,605,389中所公开的齿型，该文献的全部内容被结合于此作为参考。引用文献US4,605,389作为示例齿型，并不作为对于可用于本发明的这类齿型的限制。
如所示，本发明所述的皮带将皮带接合区的长度最大化，从而将皮带接合区和链轮圆周之间的接触区域的长度最大化，同时保持齿型带的同步属性。该系统还使得每一个带齿的尖端和每一个协作的链轮凹槽的底部或根部之间互不干扰，从而确保压力被维持在每一个皮带接合区和协作链轮表面部分之间的接触区域中。
在现有技术中，具有标准齿距的皮带的接合面积与齿面积的比率约为0.50∶1，参见图11。参照图5，图6和图11-13，齿面积是被齿所占据的皮带的平面面积，即齿长(W)乘以带宽。该接合面积是被接合区所占据的皮带的平面面积，即接合区的长度L乘以带宽。带宽在现有技术中是公知的，并且与标准工业宽度相对应。本发明所述皮带具有的接合面积与齿面积的比率在约1.5∶1.0到约10.0∶1.0的范围内，参见图12。
在替换实施例中，参照图13，接合面积与齿面积之间的比率被倒置，这意味着，接合区面积与齿面积之间的比率在约0.20∶1.0到0.09∶1.0的范围内。因此，该替换实施例中的比率描述了齿面积显著大于接合面积的皮带。在该示例中，动力是通过皮带轮凹槽3002的底部和齿2010的顶部2012之间的摩擦传递的，参见图14。因此，在该示例中，皮带的齿深大于皮带轮凹槽的深度，并且在皮带轮的齿3000的顶部和接合区2011中的皮带之间存在着间隙，以确保在用于承载载荷的表面2012和3002之间的接触。图14是用于接合图13所示皮带的链轮的局部立体图。链轮3001包括与齿的顶面2012摩擦接合的皮带轮凹槽表面3002。正是通过该摩擦接合，动力通过该替换实施例进行传递。链轮齿3000接合位于齿2010之间的皮带凹槽区域2011，以便保持同步。皮带结构所有其它的方面公开于本说明书的其它地方以用于其它实施例。
再来说皮带结构，皮带材料还包括用于套层106中的覆面材料，其具有较高的摩擦系数，参见图5。该套层可包括组织化处理或非组织化处理的织造织物，或包括组织化处理或非组织化处理的非织造织物，其包含由芳族聚酰胺、聚酰胺、聚四氟乙烯、PBO、聚酯碳、或其它合成纤维或两个或多个前述物质的组合所构成的纱线。这些可作为连续层来应用，可被结合在橡胶化合物材料中，或应用于抗拉件的设计中。
该套层覆面材料可利用溶解基聚合胶粘剂或水基间苯二酚甲醛胶乳(RFL)系统来处理，该系统包含任意浓度的HNBR，任意浓度的铬，sulphinated聚乙烯或三元乙丙橡胶。这些用于使抗磨损性最大化，从而使热阻和抗加热老化性能最大化，并确保在该覆面材料和其它皮带构件之间在所有温度级别上在整个驱动系统的寿命中均具有高的粘附级别。全部的结果是这样一种皮带，该皮带使皮带接合区的能力最大化，以便通过利用上述平带传动理论来承载相当大程度的载荷。
再次参照图5，皮带还包括较高模量的抗拉件107，这些抗拉件107平行于沿环形方向延伸的纵轴设置。该抗拉件可包括扭绞的纱线或扭绞且折叠的纱线，这些纱线包括玻璃纤维、高强度玻璃、PBO、芳族聚酰胺、金属线或碳或其化合物。该抗拉线可作为横跨皮带的宽度形成螺线的单股线使用，或者用作多对具有交替扭绞方向(z和s)、横跨皮带的宽度形成螺线的抗拉线来使用。该抗拉线还可利用溶解基聚合胶粘剂或水基RFL系统进行处理，在该RFL中包括VPCSM/VPSBR/HNBR/铬。它们可包括任何浓度的HNBR，任何浓度的铬，sulphinated聚乙烯或三元乙丙橡胶以及胶粘剂。这些试剂确保在抗拉件和其它皮带弹性体构件之间在所有温度级别上在整个该传动系统的寿命中均存在高的粘附级别。它们还使在驱动轮的寿命中，由扭曲疲劳和内部软线磨损所造成的抗张强度的老化最小化。它们还使由低温条件所导致的抗张强度的老化最小化，同时使该抗拉件的流阻在该皮带的寿命中最大化。
带体108包括高模量的弹性体化合物，该化合物基于由任何浓度的HNBR，铬，三元乙丙橡胶，丁苯橡胶和聚亚氨酯或由前述两种或多种成分构成的任意化合物。
带体可选择地包括用于纤维填充物的不连续纤维，这可用于增加所产生的化合物的模量。参见图5，6，可有利地被用作皮带弹性体的加强件的此类纤维40，400，包括变形的芳族聚酰胺，对芳族聚酰胺，聚酯，聚酰胺，棉，人造丝和玻璃，以及由前述两种和多种成分构成的化合物，但优选地是对芳族聚酰胺。如在现有技术中公知的那样，该纤维可以是有纤丝的或者是浆状的，这对于给定的纤维类型来说是可能的，以便增加它们的表面积，或者如在现有技术中同样公知的那样，它们可被切碎，或呈人造短纤维的状态。出于本次公开的目的，术语“有纤丝的”或“浆状的”应可互换使用，以表明该公知特性，并且术语“切碎的”或“切段纤维的”将可互换使用，以表明该截然不同的、公知的特性。这些纤维40优选地具有从约0.1到约10mm的长度。这些纤维可选择地按照需要，部分基于此类纤维类型进行处理，从而提高它们在弹性体上的粘着力。纤维处理的示例是任何适当的间苯二酚甲醛胶乳(RFL)。
在优选实施例中，其中，这些纤维是切段纤维或切碎的类型，这些纤维可由聚酰胺、人造丝或玻璃构成，并具有优选地等于10或更大的纵横比或“L/D”(纤维长度与直径的比率)。此外，这些纤维优选地具有约0.1mm到约5mm的长度。
在另一优选实施例中，其中这些纤维是浆状或有纤丝的类型，这些纤维优选地由对芳族聚酰胺构成，并具有约1m.sup.2/g到约15m.sup.2/g，更为优选地为约3m.sup.2/g到约12m.sup.2/g，最优选地为约6m.sup.2/g到约8m.sup.2/g的比表面积，和/或具有约0.1mm到约5.0mm，更为优选地为约0.3mm到约3.5mm，最优选地为约0.5mm到约2.0mm的平均纤维长度。
用于本发明所述优选实施例中的对芳族聚酰胺有纤丝纤维的量可有利地为每百份重量的丁腈橡胶约0.5到约20份；优选地为每百份重量的丁腈橡胶约0.9到约10.0份，更优选地为每百份重量的丁腈橡胶约1.0到约5.0份，最优选地为每百份重量的丁腈橡胶约2.0到约4.0份。相关领域技术人员将认识到，在较高纤维填充物浓度下，弹性体将优选地被改为包括附加的材料，例如增塑剂，以防止熟化弹性体过硬。
这些纤维可任意分散在动力传递皮带中的弹性体材料中，或者可沿任意需要的方向加以定向。对于根据本发明织造的齿型带，还可能且优选的是，这些纤维在动力传递皮带中的弹性体材料中进行定向，例如图13所示。
在齿104，105，201中的纤维40，400优选地纵向、沿皮带的运装方向定向。但是，在齿104，105，201中的纤维40，400并不是所有都平行于抗拉线107，203；齿中的这些纤维40，400纵向设置，还当根据流动方法被形成时，在齿行程的过程中，沿着弹性体材料的流向而行。这导致这些纤维40，400在带齿104，105，201中被纵向定向，通常为正弦模式，这匹配了齿的构型。
当在该优选构造中被定向时，以致这些纤维的方向通常沿着该齿型带的运转方向，已经发现，位于皮带的背部表面部分120，1200中的这些纤维40，400抑制了皮带的背部表面中的裂纹，特别是那些由过高或过低温度下进行运转所导致的裂纹的延伸，否则，它们通常沿垂直于皮带的运转方向的方向加以延伸。然而，应该了解到，这些纤维40，400无需被定向，或可被沿与所述不同的一个或多个方向加以定向。
所说明的设计原理的应用描述于如下示例中。
参照图1，现有技术系统具有如下规格。齿型带(B)具有135个齿，和9.525mm的齿距(P)。传动长度为1285.875mm。链轮情况如下：
-19个凹槽的曲轴链轮(CRK)
-18个凹槽的水泵链轮(WP)
-38个凹槽的凸轮轴链轮(CM1，CM2)
-4个发动机气缸
该凸轮轴链轮(CM1，CM2)的直径为113.84mm。TEN和IDR分别指代张紧轮和空转轮，它们都是现有技术中公知的。
再次参照图1，替代了前述现有技术所述系统的本发明所述的皮带和系统被设计成该传动长度保持不变，并且链轮直径不再过大。
本发明所述的系统结合了部分依赖于皮带的全部传动长度的齿距(P)。该曲轴链轮的凹槽数量取决于一个曲轴回转中的发动机点火次数。该齿剪切区域的宽度与接合区域长度的比率取决于该齿距(P)。
本发明所述的皮带(B)具有横向于纵轴设置的整数个齿，相对于现有技术所述皮带的135个齿，在该示例中所述皮带(B)具有57个齿。与现有技术系统的9.525mm的齿距相比，在该示例中，皮带齿距(P)为22.62mm。该曲轴链轮(CRK)(驱动链轮)具有整数个凹槽，它是发动机气缸数量除以2的整数倍，在该示例中可选择8个凹槽(4个发动机汽缸×2)。该曲轴链轮(CM1，CM2)中的每一个均具有2倍于曲轴链轮的凹槽数(8个凹槽)，在本示例中，在每一个曲轴链轮中具有16个凹槽。水泵链轮(W_P)中的凹槽数量同样是整数，在该示例中，为8个凹槽。如果必要，对于不同的皮带结构，皮带齿距(P)可被调整成给出所需要的张紧轮臂的位置。
为了改进噪音性能，曲轴链轮中的凹槽数量是发动机气缸数量除以2的整数倍。这将曲轴链轮凹槽的数量与曲轴每转动一圈时的发动机气缸点火次数联系起来。以这种方式，皮带/链轮啮合频率被显著降低，并且因此，啮合噪音反映为不同于其它发动机频率级的噪音。
虽然上述四个气缸发动机的示例为在曲轴链轮中具有8个凹槽，但是曲轴链轮还可包括发动机气缸数量除以2的任何整数倍数量的凹槽，例如4或12个凹槽。
在操作时，每一个皮带齿逐个接合驱动链轮凹槽以及从动链轮凹槽，以便保持从动配件适当的同步。该系统需要最少两个与驱动链轮凹槽接合的带齿，和两个总是与从动链轮凹槽接合的带齿，以便保持适当的同步。齿的数量，以及更具体地说是齿距直接与包角(α)有关。即，随着包角减小，带齿间距和链轮凹槽间距必须减小，以确保至少两个带齿总是与相应的链轮凹槽相接触。在极限位置，该齿距(P)是：
P≤(π/180°)*(r)*(α)
式中，
r＝最小的链轮节径的半径
α＝皮带围绕最小链轮的包角
现在返回图2，图2是本发明所述链轮和皮带的侧视图，标记(A)的位置表明在最大载荷下，皮带张紧侧在皮带接合区上的跨距切点。位置(A)是皮带接合驱动链轮的地方。示出了皮带B与驱动链轮100接合，该驱动链轮100沿箭头所示方向驱动。通过皮带接合表面和从动轮圆周之间的摩擦接触，将动力即扭矩传递到该从动皮带轮。
曲轴链轮100包括8个凹槽，用于接合皮带。点(A)表示气缸点火发生时皮带-链轮的位置。关于位置(A)，在皮带与驱动链轮发生接合的点(A)和首次直接接合的皮带齿(A’)之间，至少约50％，即至少50％的皮带接合区在每一次气缸点火时与链轮相接触。发动机正时可进行调整，以便在每一次气缸点火时，点(A)和被接合的皮带张紧侧上的首次直接接合的齿(A’)之间的接合面积达到100％。
该传动正时的方法使每个发动机点火所导致的齿剪切载荷最小化，即在发动机点火的过程中，接合区的最大部分与链轮接合，以便在动力传递的过程中，使带有齿剪切能力的接合区的摩擦作用最大化。因此，齿啮合主要用于确保适当的同步。动力或扭矩主要通过将皮带的接合区与链轮上的相应表面相接合进行传递的。
图3是链轮凹槽的构型。每个凹槽1000依次包括第一凹槽101合第二凹槽102。齿103设置于每一对凹槽101，102之间。凹槽1000与示于图5的相应的皮带型面相啮合，即，齿104，105分别共同接合凹槽101，102。接合区300，301接合皮带接合区110。图4是链轮凹槽的构型。在该示例中，凹槽2000包括单个凹槽200。凹槽200与图6所示的皮带齿201啮合。接合区500，501接合皮带接合区205。
图5是皮带的截面图。该皮带包括至于带体108中的齿部104和105。凹痕或凹槽109被设置于齿部104和105之间。出于本次公开的目的，结合凹痕109的齿部104和105包括单个齿T。齿T具有长度W。设置在每个齿T之间的是长度为L的接合区110。在本发明所述的皮带中，接合区110的长度L大于齿的长向宽度W。齿距P是连续齿的相应点之间的间距。作为选择，凹陷109可从具有齿形状中省略掉，参见图6，协作的齿103同样可从链轮中省略掉。
抗拉线107沿着皮带的纵轴设置。该纵轴沿着环形方向延伸。套层106设置于接合皮带表面的链轮上。
图6是皮带的截面图。该皮带包括置于带体204中的齿201。抗拉线204沿该皮带的纵轴设置。该纵轴沿环形方向延伸。套层202被设置于与该皮带的表面接合的链轮上。齿201具有宽度W。设置在每一个齿201之间的是具有长度L的接合区205。在本发明所述的皮带中，接合区205的长度L等于或大于齿长W。
本发明所述系统为现有技术所述系统提供了多个改进。图7是描述了随着皮带安装张力发生变化、而无需凸轮减震机构的发动机凸轮的角振动(AV)减少的图表。可以看出，通过利用本发明所述的皮带和链轮，角振动从2.2°显著降低到0.9°。优选的是，系统中小于1.5°的角振动使皮带和系统磨损最小化。因此，本发明使得系统复杂性和成本通过删除凸轮减震器而有所降低。
在整个运转期间，皮带张紧侧的振动幅度通过使用本发明所述的皮带减少了约30％。在皮带张紧侧中发生的共振速度从约2000转/分提高到了3000转/分。
参照图8，随着安装张力(Tinst)从用于现有技术的230N增加到用于本发明所述系统的375N，有效张力(Te)减小了。对于现有技术所述的系统，该张力的增加将导致缩短寿命，并增加噪音。但是本发明所述的系统按上述原因不会出现这种情况。
至于由该系统所产生的噪音，本发明所述的系统显著降低了第19级以及相关的谐波频率，参见图9，这与由用于现有技术所述系统的皮带/链轮啮合所导致的截然不同的噪音相关联。参见图10，引入了额外的第8级和相关谐波频率，但这些发生在与其它发动机噪音级，例如点火级相同的频率上。在图9和图10中的每一个中，本发明所述系统在375牛顿的有效张力下进行安装，而无需减震器。另一方面，其它系统的每一个均包括减震器，这表现为额外的系统成本。本发明所述的系统将皮带/链轮啮合所导致的振动频率降低到与发动机频率级难以分辨的级别。
虽然本发明的形式于此已经被描述过，但是对于本领于技术人员来说很明显的是，在构造和部件的关系上可以作出改进，而不会与于此所述的本发明的精神和范围相背离。

Claims (17)

1、一种皮带传动系统，包括：
具有带体的皮带；
设置于所述带体中并沿纵轴延伸的抗拉线；
多个设置于所述带体的外表面上的带齿，皮带接合区设置于相邻的带齿之间；
连接至发动机曲轴上的驱动链轮；
从动链轮；
所述驱动链轮上的凹槽数量是所述发动机气缸的数量除以2的整数倍；和
在所述皮带与所述驱动链轮接合发生的点(A)和首次直接接合的带齿(A’)之间，至少50％的所述皮带接合区在气缸点火时与所述链轮相接触。
2、如权利要求1所述的系统，其中，所述带齿的间距使得至少两个带齿与具有最小包角的链轮上的两个皮带凹槽相接合。
3、如权利要求1所述的系统，其中，用于从动链轮上的凹槽数量与所述驱动链轮相比的倍数是等于或大于2的整数。
4、如权利要求1所述的系统，其中，所述皮带齿距(P)由公式P≤(π/180°)*(r)*(α)确定，
式中，r＝最小链轮节径的半径
α＝皮带围绕最小链轮的包角。
5、如权利要求1所述的皮带传动系统，其中，所述皮带还包括纤维填充物。
6、如权利要求1所述的皮带传动系统，其中，所述从动链轮上的凹槽数量为所述驱动链轮中的凹槽数量的整数倍。
7、一种皮带，包括：
弹性体；
平行于纵轴设置于所述弹性体中的抗拉件；
多个沿横向于纵轴的方向设置在所述弹性体上的齿，每一个齿均具有齿面积；
设置于所述齿之间的接合部分，所述接合部分具有接合面积；
所述接合面积大于所述齿面积，其中所述接合面积与所述齿面积的比在约1.50∶1.0至约10.0∶1.0的范围内；和
所述接合部分具有通过与链轮表面相接合来传递扭矩的摩擦系数。
8、如权利要求7所述的皮带，其中，所述摩擦系数在约0.30到约0.40之间的范围内。
9、如权利要求7所述的皮带，还包括纤维填充物。
10、一种用于内燃机的皮带传动系统，包括：
驱动链轮和从动链轮；
接合在所述驱动链轮和所述从动链轮之间的皮带；
所述皮带包括本体，具有齿距的横向齿，沿环形方向嵌入在所述本体中的抗拉线，和具有设置在相邻齿之间的接合面的接合区；
所述驱动链轮具有预定数量的协作凹槽，其数量相应于发动机气缸的数量除以2的整数倍；
其中，发动机气缸点火正时确定了皮带接合区与皮带张紧侧上的驱动链轮相对于点(A)在发动机点火过程中的接触量，以便最小化带齿载荷；并且
所述皮带与所述驱动链轮接合发生的点(A)和首次直接接合的带齿(A’)，至少50％的皮带接合区与所述链轮在气缸点火时相接触。
11、一种皮带传动系统，包括：
具有带体的皮带；
设置于所述带体中并沿纵轴延伸的抗拉线；
多个设置于所述带体的外表面上的带齿，皮带接合区设置于相邻带齿之间；
连接至发动机曲轴上的驱动链轮；
从动链轮；
所述驱动链轮上的凹槽数量是所述发动机气缸的数量除以2的整数倍；
所述从动链轮上的凹槽数量是所述驱动链轮中的凹槽数量的整数倍；和
当在发动机气缸点火正时频率上叠加时，带齿和驱动链轮凹槽的啮合频率大体上无法辨别。
12、如权利要求11所述的皮带传动系统，其中：
发动机气缸点火正时确定了皮带接合区与位于皮带张紧侧上的所述驱动链轮在发动机气缸点火过程中相对于点(A)的接触量，以便最小化带齿载荷，和
在所述皮带与所述驱动链轮接合发生的点(A)和首次直接接合的带齿(A’)之间，至少50％的所述带接合区与所述链轮在气缸点火时接触。
13、如权利要求12所述的皮带传动系统，其中，所述皮带接合的面积与齿面积的比在约1.5∶1.0到10.0∶1.0的范围内。
14、如权利要求11所述的皮带传动系统，其中，所述带体还包括纤维填充物。
15、如权利要求11所述的皮带传动系统，其中，所述接合面积与齿面积的比在约0.2∶1.0到0.09∶1.0的范围内。
16、如权利要求15所述的皮带传动系统，其中，载荷通过齿顶面与皮带轮凹槽表面之间的摩擦接合进行传递。
17、一种皮带，包括：
弹性体，
平行于所述纵轴设置于所述弹性体中的抗拉件；
多个沿横向于所述纵轴方向设置于所述弹性体上的齿，每个齿均具有齿面积；
设置于所述齿之间的接合部分，所述接合部分具有接合面积；
所述接合面积小于所述齿面积，其中所述接合面积与所述齿面积的比在约0.20∶1.0到约0.09∶1.0的范围内；和
所述齿面积具有通过与链轮表面接合来传递扭矩的摩擦系数。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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