CN103423392A - 带有非对称阻尼机构的张紧轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于诸如皮带或链条之类的挠性传动件维持恒定张力的张紧轮，更具体地说，本发明涉及一种在加载时能够提供较大的摩擦阻尼力，卸载时不提供或仅提供较小的摩擦阻尼力的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其包括带轮、摆臂和底座，摆臂和底座通过芯轴连接在一起，摆臂和底座配合连接构成一封闭式的腔体，该腔体内设置有偏压元件和阻尼机构，所述摆臂朝向底座的一侧面上设置多个呈凸起状的支撑结构，阻尼机构由阻尼件和该支撑结构组成，支撑结构与偏压元件接触并配合连接所述阻尼件。阻尼机构用于产生摩擦阻尼力以阻止和抑制发动机运转而引起的皮带抖动。

Description

带有非对称阻尼机构的张紧轮

技术领域

本发明涉及一种用于诸如皮带或链条之类的挠性传动件维持恒定张力的张紧轮，更具体地说，本发明涉及一种在加载时能够提供较大的摩擦阻尼力，卸载时不提供或仅提供较小的摩擦阻尼力的带有非对称阻尼机构的张紧轮。

背景技术

发动机前端附件驱动系统是汽车中不可或缺的一部分，一般都是通过皮带将汽车发动机的动力从曲轴传递至与各个附件相连接的带轮上。这些附件包括水泵、空调压缩机、助力转向泵、交流发电机等，在这种附件驱动系统中，通常包括一个或多个张紧轮，张紧轮的一个关键作用就是为发动机前端附件驱动系统提供一定的皮带张紧力，使皮带能将汽车发动机的动力顺利平稳的从曲轴传递到各个附件中，同时不出现打滑，振动和噪音等不良现象。

    张紧轮，根据其张紧方式，一般可分为机械式张紧轮和自动张紧轮。早期，发动机前端附件驱动系统较为简单，没有如此多的现代化电器设备，而且，各个附件的负载也不大，前端驱动系统中一般使用机械式张紧轮就可以满足系统正常工作。但是，随着汽车技术的发展，汽车的性能对前端附件驱动系统提出了更高的要求，所使用的附件数量也增加了，载荷也越来越大，因此，自动张紧轮逐渐普及，也日渐成为发动机前端轮系中不可缺少的组成部分。

    张紧轮在弹簧或其他偏压装置的作用下被偏压到挠性传动件上，带轮经由轴承安装到相对于张紧轮底座枢转的摆臂上，底座包含扭转弹簧或其他偏压元件，用于对挠性传动件施加偏压，以保持挠性传动件中基本恒定的带张力。张紧轮还包含摩擦构件，该摩擦构件在摆臂运动时紧靠在其他部件上，以提供阻挡摆臂运动的摩擦阻尼力。

    现有的技术一般是依靠顺应性来设定张紧轮，以便及时响应皮带的运动，因此张紧轮的阻尼值设定的很小，这就导致了，在载荷变化时，此类型的张紧轮不能有效的抑制挠性传动件的振动。通常情况下，发动机附件驱动系统基本处在发动机稳定工作转速内工作，靠在皮带上的张紧轮在带段内保持张力，阻尼的设置可以使张紧轮抑制运行皮带上的大部分振动。但是，当发动机速度在5000到10000RPM的范围内快速变化时，由于转动惯量造成的速度下之后，所述附件例如交流发电机将继续驱动皮带，这就使位于曲轴“下游”侧的皮带张紧，使张紧轮加载，如果张紧轮的阻尼度较低，此时张紧轮将不能组织皮带张力的增加，摆臂将沿远离皮带的方向移动。最后，张紧轮不能给皮带提供足够的张力，就使皮带在曲轴皮带轮上滑动，从而造成较大的振动和啸叫声。

    现有技术的系统依靠沿加载方向锁定张紧轮的摆臂的装置，来解决皮带张力减小的问题，然而，锁定张紧轮就会妨碍张紧轮执行抑制皮带振动的功能。美国专利US5439420中公开了一种张紧轮，其具有用于控制摆臂的旋转运动的调节器，摆臂能够在带张力增加的方向上自由转动，利用调节器，阻止了摆臂在带张力减小的方向上运动。这种方案需要复杂的机械装置类来控制摆臂的运动，同时需要占用发动机表面上的较大空间，而且成本又很昂贵，所以，此种方案难以推广。

    现在市场上的张紧轮普遍采用的对称性阻尼机构，即在加载和卸载方向上都提供同样的摩擦阻尼力，且摩擦阻尼力的数值普遍都很小，因为，一旦设置的摩擦阻尼力过大，在张紧轮卸载的过程中，就很可能出现：张紧轮的摆臂无法正常恢复到所需要的位置，张紧轮对皮带的顺应性较差，不能有效的提供带张力，就会引发驱动系统的带振动、打滑和噪音。然而，对称阻尼机构在张紧轮加载时仅能提供较小的摩擦阻尼力，就会导致摆臂在加载方向上移动得过远而产生打滑和噪声。

发明内容

本发明提供一种降低了发动机前端附件轮系的振动噪音，提高了整个系统的可靠性和环保性的带有非对称阻尼机构的张紧轮。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是： 

    一种带有非对称阻尼机构的张紧轮，包括带轮、摆臂和底座，摆臂和底座通过芯轴连接在一起，摆臂和底座配合连接构成一封闭式的腔体，该腔体内设置有偏压元件和阻尼机构，所述摆臂朝向底座的一侧面上设置多个呈凸起状的支撑结构，阻尼机构由阻尼件和该支撑结构组成，支撑结构与偏压元件接触并配合连接所述阻尼件。阻尼机构用于产生摩擦阻尼力以阻止和抑制发动机运转而引起的皮带抖动。通过在张紧轮内部设置非对称阻尼机构，来消除或减轻现有技术的至少一个缺点。所述非对称阻尼机构，是由半月形阻尼件和所述摆臂上的支撑配合组成的，用于产生摩擦阻尼力以阻止和抑制发动机运转而引起的皮带抖动。根据摆臂的摆动方向，所述张紧轮产生的摩擦阻尼力是不相等的，即在同等偏压元件的扭矩下，加载方向上的扭矩值远大于卸载方向上的扭矩值。加载方向上较高的摩擦阻尼力可以防止摆臂随着皮带变短而出现打滑和噪音，卸载方向上较低的摩擦阻尼力可以使摆臂能够随着皮带变长而快速调整，以保持良好的皮带张力。

作为优选，所述阻尼件呈半月形，具有与所述底座配合的第一摩擦面，及与所述摆臂配合的第二摩擦面，且阻尼件与底座之间、阻尼件与摆臂之间均为滑动配合。

作为优选，所述阻尼件包括阻尼支架和阻尼圈，所述阻尼圈的第一摩擦面内壁以啮合面上的若干个垂直的互相配合的部件与所述阻尼支架外壁啮合，所述阻尼圈的第二摩擦面内壁以啮合面上若干个圆柱状凸起的部件与所述阻尼支架底部啮合。

作为优选，所述摆臂上设置有运动挡块，且运动挡块上面设置用以指示张紧轮工作状况的刻度指示线，底座上设置有若干条与所述刻度指示线配合使用的刻度线，用于指示皮带所处的位置。

作为优选，底座内腔的底部中心设置有一枢轴，所述内腔底部呈螺旋升高状，且设置有用于配合容纳偏压元件的滚道；偏压元件的一端容纳在所述滚道中，另一端与所述摆臂上的阻尼件相配合。

作为优选，所述支撑结构的数量为3个，从而形成与偏压元件的3段式接触面。

作为优选，所述偏压元件为螺旋扭转弹簧。

作为优选，摆臂一端具有一用于配合安装带轮的轴颈，另一端具有一主轴，主轴通过芯轴与所述底座配合连接，使所述摆臂能够绕所述主轴的轴部的中心轴线枢转。

作为优选，所述支撑结构的包括第一支撑、第二支撑和第三支撑，第一支撑、第二支撑和第三支撑环绕着主轴的周向布置，并按照偏压元件底部的结构形式进行高度设置。

作为优选，所述的第一支撑和第二支撑均呈扇形且端部与主轴连接，第三支撑呈钝角三角形，第三支撑与主轴之间留有间隙，两者互相独立不连接，且第三支撑的顶端具有一个与阻尼件的形状相配合的槽口。

本发明的有益效果是：本发明能更好的抑制皮带的振动，减小了皮带的振幅，降低了发动机前端附件轮系的振动噪音，提高了整个系统的可靠性和环保性。同时，其在加载方向上比卸载方向上具有更大摩擦阻尼力，在发动机速度快速变化的过程中能快速响应并提供更高的皮带张力。

附图说明

图1是本发明的带有非对称阻尼机构的张紧轮的结构示意图；

    图2是本发明的带有非对称阻尼机构的张紧轮沿图1中的A-A线的剖视图；

    图3是本发明的带有非对称阻尼机构的张紧轮的分解图；

    图4是本发明的摆臂结构的顶视图；

    图5是本发明的摆臂结构的底视图；

图6是本发明的摆臂结构的另一角度视图；

图7是本发明的底座结构的顶视图；

    图8是本发明的底座结构的底视图；

    图9是本发明的阻尼件的顶透视图；

    图10是本发明的阻尼件沿图8中的B-B线剖开的断面图；

    图11是本发明的阻尼件的阻尼支架的锁定机构的顶视透视图；

    图12是本发明的阻尼件的阻尼圈的锁定机构的顶视透视图；

    图13是作用于阻尼机构上的力的示意图；

    图14是作用于张紧轮上的力的平面图；

图中：

张紧轮10，

带轮20，带轮螺栓21，防尘盖22，轴承23，

摆臂30，摆动盘301，连接盘302，接触斜面303，轴颈31，运动挡块32，刻度指示线33，第一支撑34，第二支撑35，第三支撑36，加强筋37，主轴38，接触柱39，

底座40，第一安装孔41，内壁42，内腔43，弹簧滚道44，枢轴45，第一挡块46，第二挡块47，环形缺口48，插销孔49，失效位置刻度线50，第二安装孔51，最大带长位置刻度线52，较长延伸面53，名义位置刻度线54，减重孔55，最小带长位置刻度线56，凹槽57，较短延伸面58，

弹簧60，弹簧第二端部61，弹簧第一端部62， 

阻尼件70，阻尼圈71，接收槽72，阻尼支架73，阻尼支架斜面74，第一摩擦面75，第二摩擦面76，接收槽斜面77，

阻尼支架锁定机构80，垂直槽81，凹孔82，外啮合表面83，

阻尼圈锁定机构90，垂直棱91，凸起92，内啮合面93，

衬套100，芯轴110。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和或改变都将落入本发明保护范围。

实施例：

根据本发明的张紧轮在图1、图2和图3中总体用10标示。图1是本发明的带有非对称阻尼机构的张紧轮的结构示意图。大体上说，张紧轮10包括带轮20，摆臂30和底座40。进一步参照图2和图3，所述带轮20通过带轮螺栓21与摆臂30固连在一起，带轮螺栓21可以根据实际需要采取不同的旋转方向和固连方式，本实施例中选用的是自攻螺丝，由于其自行成型或攻出其配合螺纹，因此在组合上具有高防松能力，且可以装卸，也省去了在摆臂30的轴颈31上加工内螺纹孔的工序。带轮螺栓21与带轮20之间，布置有防尘盖22，能够有效保护位于带轮20内部的轴承23，防止其受到灰尘、颗粒及油污的污染，从而确保其正常使用。轴承23为滚动轴承，具有较高的寿命特性，其与带轮20是通过注塑方式配合在一起的。

在图2中，带轮20配合安装在摆臂30一端，底座40配合安装在摆臂30的另一端，通过芯轴110将摆臂30和底座40连接在一起，且摆臂30在皮带负载的带动下可绕芯轴110在一定范围内摆动，具体的摆动范围是如何限定的，在图7中给予进一步的说明。摆臂30和底座40配合连接构成一封闭式的腔体，该腔体内设置弹簧60，弹簧60为螺旋扭转弹簧，弹簧第一端部62抵靠在与摆臂30紧密配合的阻尼件70上，弹簧第二端部61放置在底座40中的弹簧滚道44中，从而使弹簧60与底座40相连的一端能够固定不动，而与摆臂30相连的一端能够随之转动，如此以来，便产生了弹簧扭矩，传递到前端附件轮系中的皮带上面，就等价于施加了皮带张力，以维持各附件的正常运转。

进一步参照图3，所述张紧轮10还包括一个类似于套筒类型的衬套100位于枢轴45的内部，衬套100属于聚合物类型的，具有高耐磨性能和强耐高低温性能，且位于枢轴45内逆着芯轴110旋转而支撑摆臂30。本实施例中虽然只显示了一个套筒型的衬套100，但不排除其他使用方式和其他形状，例如可以使用一个以上的衬套，或者使用圆锥形的衬套等，都包含在本发明的范围内。

参照图4，这是本发明的摆臂结构的顶视图。摆臂30由上下连接的不同轴的摆动盘301和连接盘302组成，摆动盘301与带轮20连接，连接盘302与底座40连接。摆动盘301上具有一个轴颈31，用于安装轴承23和带轮20，轴颈31的圆周表面及其底部的台阶面，由于要与轴承23配合使用，因此，对表面光洁度、平行度及垂直度具有较高的要求，以防止轴承在运转过程中，发生晃动、倾斜等不良现象。连接盘302的外圆周上具有一凸起，构成了与底座40上的环形缺口48配合使用的运动挡块32，运动挡块32的上端面上具有一刻度指示线33，用于指示张紧轮的实时工作状况。刻度指示线33可以是印刷形成，或是线性的凹槽或凸起结构。运动挡块32具有一定的厚度，这是由于其在摆臂30运动的过程中，不可避免的会有与底座40上的第一挡块46和第二挡块47发生一定概率的碰撞，所以要有较高的强度及牢固的结构。

参照图5和图6，显示了本发明中的摆臂30与底座配合的一侧的具体结构。摆臂的连接盘302的中部为主轴38，主轴38与芯轴110配合套置在芯轴110的上端。连接盘302朝向底座的一侧面上设置多个呈凸起状的支撑结构，本实施例通过3个支撑结构——第一支撑34、第二支撑35和第三支撑36与偏压元件——弹簧60形成了三段式接触面，且这三个支撑结构环绕着主轴38周向布置，并按照弹簧60的底部的结构形式进行高度设置，本实施例中，所显示的是，按照阿基米德螺旋线的环绕走向分别设置了支撑结构的高度。进一步指出，可以根据实验数据来调整各个支撑结构的高度来控制弹簧60对摆臂30的轴向反作用力，以确保阻尼件70的第二摩擦面76与连接盘302的内底面之间的摩擦阻尼力的大小。

第三支撑36具有与另外两个支撑结构不同的构造，第一支撑34和第二支撑35大致呈一扇形且端部与主轴38连接，而第三支撑36呈钝角三角形，第三支撑36与主轴38之间留有间隙，两者互相独立不连接，且第三支撑36的顶端具有一个与阻尼件70的形状相配合的槽口，这是由于，第三支撑36是与阻尼件70相配合使用的，且阻尼支架斜面74与第三支撑36上的接触斜面303是紧密的面接触，阻尼件70放置在第三支撑36与第一支撑34之间的弧状空间内，并在此范围内在弹簧扭力的作用下滑动。主轴38与第三支撑36相对应的一侧具有一接触柱39，与弹簧第一端部62的弯钩处相配合，以使弹簧60能够正常扭转，这在图13和图14中具有更加明显的显示。摆动盘301与连接盘302之间的连接部设置有加强筋37，加强筋37用于支撑带轮安装面。

参照图7，这是本发明的底座结构的顶视图。底座40在水平方向上向两侧延伸分别形成较短延伸面58和较长延伸面53。底座40具有第一安装孔41和第二安装孔51，一定类型的紧固件穿过安装孔将底座牢牢的固定在发动机表面合理的位置上，出于使用工况的考虑，两个安装孔都是凸缘孔，且孔壁都比较厚。第一安装孔41布置在底座的较短延伸面58上，第二安装孔51布置在底座的较长延伸面53上，呈对角布置，如此可使张紧轮10在前端附件驱动系统中更加平稳的运转。对于两个安装孔的具体位置，要结合发动上的安装空间和位置进行设计。

所述底座40具有一内腔43，弹簧60放置其中，内腔底部是弹簧60的放置面，具有与弹簧60紧密配合的形状，本实施例描述的内腔底部是螺旋面，以配合弹簧60的阿基米德螺旋线。若弹簧第一端部62为并紧磨平，则内腔43的底部就可设置成一平面。为使弹簧第一端部62能够更好的固定，在内腔43的底部设置有一弹簧滚道44，其形状尺寸与弹簧第一端部62的相配合。

底座上形成内腔43的外壁圆周处具有环形缺口48，环形缺口方向对应着底座40的较长延伸面53，环形缺口两侧分别为第二挡块47和第一挡块46，如此，就限定了张紧轮10的运动行程，所述摆臂30的运动挡块32在其间运转。本实施例的张紧轮10通常具有四个位置：失效位置，最大带长位置，名义位置和最小带长位置，对应这四个位置分别设置失效位置刻度线50，最大带长位置刻度线52，名义位置刻度线54和最小带长位置刻度线56。张紧轮10在工作过程中，通过运动挡块32上设置的刻度指示线33与底座40上这四条刻度线配合使用，就可有效显示出该张紧轮10的实时工作状态。

底座40上进一步设置有一插销孔49，在张紧轮10安装到发动机前端附件驱动系统之前，都会将摆臂30转动到插销孔49处，使运动挡块32靠近第二挡块47，同时在插销孔49中插入一根销柱，以阻挡运动挡块32在弹簧60的回复扭力下摆动到第一挡块46处。当需要安装皮带的时候，将张紧轮10固定安装好在发动机上，皮带安装好后，拔掉插销孔49中的销柱，释放摆臂30，此时摆臂30在弹簧60的偏压作用下会偏转到名义位置刻度线54附近；经过长时间的使用，皮带在摩擦损耗、高温蠕变等因素下，皮带会逐渐变长，摆臂30便朝向失效位置刻度线50运动，直至达到摆臂30上的运动挡块32与底座上第一挡块46相接触，也就是所说的自由臂位置。

另两条刻度线最大带长位置刻度线52和最小带长位置刻度线56，是指由于皮带在制造生产过程中由于制造公差、工艺偏差等因素，在安装到张紧轮10上后，并不一定会完全处在名义位置刻度线54处，如果皮带长度处在下公差，则摆臂30的刻度指示线33会指向最小带长位置刻度线56，如果皮带长度处在上公差，则摆臂30的刻度指示线33会指向最大带长位置刻度线52，无论如何，张紧轮10在安装好后，摆臂30的刻度指示线33要处在最小带长位置刻度线56和最大带长位置刻度线52范围内，才能确保张紧轮10的正常工作。失效位置刻度线50是用于指示更换皮带的位置，当摆臂30的刻度指示线33指向该位置时，也就是说，皮带的长度已经伸长到极限位置了，而且，此位置时，张紧轮10的弹簧60的扭矩输出也非常小，已不能够使皮带完全张紧，从而也就无法使前端附件驱动系统正常运转，打滑、振动、噪音等不良现象都会随之出现。

参照图8，底座40底部具有若干个减重孔55，这是从节省材料，控制产品成本考虑的。在保证张紧轮10的强度和寿命的前提下，减重孔55可设计成任何不规则形状。本实施例中，从底座40的下方看去，内腔43的外部呈一筒形，这是由于发动机的安装空间要求的，第一安装孔41和第二安装孔51下方的筒形部件要完全放置在发动机表面的槽内。筒形底部具有凹槽57，所述衬套100通过凹槽57布置在枢轴45中，而且，所述芯轴110贯穿衬套100，将底座40和摆臂30连接起来，连接方式可采用螺纹连接、销连接、焊接等，本实施例中，采用的是铆接。

参照图9，这是本发明的阻尼件的顶透视图。阻尼件70整体呈半月形，阻尼件70包括阻尼支架73和阻尼圈71，阻尼支架73为半月形结构，其内侧设有与弹簧第一端部62相配合的接收槽72，阻尼圈71将阻尼支架的外圆周面和底面包裹形成半包围状，阻尼圈的外周面和底面分别构成阻尼件70的第一摩擦面75和第二摩擦面76，阻尼支架斜面74与摆臂30上的第三支撑36的接触斜面303相配合使用。

阻尼支架斜面74和接收槽斜面77之间的夹角β决定了第一摩擦面75处所能产生的法向作用力F3的大小，从而决定了摩擦阻尼力F4的大小，β角度越大，法向作用力F3就越小，F4也就减小，最终所能体现出的张紧轮10在加载和卸载时的扭矩值差别就越小，也就是，非对称阻尼系数越小。

图10是本发明的阻尼件沿图9中的B-B线剖开的断面图，阻尼圈71围绕着阻尼支架73连接，且阻尼圈并没有完全覆盖住阻尼支架73。第一摩擦面75是指阻尼件70在摆臂30运转过程中，紧贴着底座40的内壁42而产生摩擦阻尼力的接触面，这是张紧轮10的阻摩擦尼力主要来源。第二摩擦面76是指阻尼件70在摆臂30运转过程中，与摆臂30内支撑面接触而产生摩擦阻尼力的接触面，这是张紧轮10的摩擦阻尼力的次要来源。

阻尼支架73用诸如钢或成型塑料之类的结构材料，通过金属粉末成型法、压铸。成型法、注射成型法或类似的方法制造而成。可以使用的材料有钢、铝、含有各种填料的热塑性材料及其与之类似的材料。

阻尼圈71用诸如塑料、酚醛塑料、聚酰胺、己二酸聚丙烯酯或金属之类的摩擦材料制造而成。阻尼圈71的两个摩擦面在弹簧的作用下受到不同方向上的压力，与张紧轮10的底座40和摆臂30各自形成滑动结合，具体见图14，从而产生摩擦阻尼力。

阻尼支架73的外周壁面上设置有阻尼支架锁定机构80，其结构见图11。阻尼支架锁定机构80把阻尼支架73连接到阻尼圈71上。阻尼支架锁定机构80包括设置在阻尼支架73半月形的外啮合表面83上的若干个垂直槽81和设置在阻尼支架73底面上的若干个凹孔82。本实施例中，所公开的多个槽的锁定机构能够使所述阻尼支架和所述阻尼圈之间连接得牢固且均匀，在张紧轮10正常运转过程中，可使摩擦均匀的分布在阻尼圈71上，从而延长使用寿命。

阻尼圈71上设置与阻尼支架锁定机构80相配合的阻尼圈锁定机构90，见图12。阻尼圈锁定机构90包括设置在阻尼圈71半月形的内啮合面93上的若干个间隔分布的垂直棱91和设置在阻尼圈71底部上端面的凸起92。阻尼圈71上的垂直棱91与阻尼支架73上的垂直槽81互相配合在一起，牢固地啮合。凸起92从阻尼圈71的底部向上延伸，与阻尼支架73上的凹孔82互相地配合在一起，进一步地使阻尼圈71与阻尼支架73啮合在一起。

本发明中所公开的阻尼件70比现有的阻尼件要牢固可靠的多，同时，借助于本发明中的所述锁定机构，能够使阻尼圈71和阻尼支架73上的负载状况得到很大的改善，也使阻尼件70上的载荷分布较为均匀，有利于延长其使用寿命。

参照图13，是作用于阻尼机构上的力的示意图。力F1是弹簧第一端部62的折弯处在弹簧扭转过程中与摆臂30上的接触柱39接触引起的弹簧接触作用力，力F2是弹簧第一端部62与阻尼件70的接收槽72接触引起的作用力，力F3是作用于阻尼件70的第一摩擦面75上的法向反作用力，力F4是作用于第一摩擦面75上的切向摩擦力（摩擦阻尼力），F5是阻尼支架斜面74与摆臂30上第三支撑36的接触斜面303接触而传到阻尼件70上而作用于其上的正交反作用力。

本发明中张紧轮10的阻尼特性即是力F2与力F5经夹角β形成合力F3，从而产生摩擦阻尼力F4来实现的。非对称阻尼系数即是摆臂30在加载和卸载的时候转动方向不同，引起的摩擦力不同而产生的。进一步描述，当摆臂30沿图13中E方向摆动时，切向摩擦力F4方向如图所示，当摆臂30沿与图13中W方向摆动时，切向摩擦力F4的方向相反。这就形成了加载和卸载方向上摩擦阻尼力的差值。

进一步参照图14，这是作用于张紧轮上的力的平面图。力F6是由皮带BELT上负载所引起的轮毂载荷，力F7是作用于衬套100与摆臂30之间界面处的枢轴45对衬套100的反作用力，力F8是作用于摆臂30上第三支撑36的接触斜面303上的由于与阻尼支架斜面74接触而产生的法向反作用力，与F5构成一对作用力与反作用力。

由皮带上传递而来的轮毂载荷F6所引起的前端附件驱动系统所需的张紧轮总成扭矩T，最终会被弹簧扭矩Tspr和摩擦阻尼力扭矩Tf所平衡掉，即，

T=Tspr±Tf

Tf=F3*μ*R

μ为阻尼件70的摩擦面的当量摩擦系数，R为摩擦面与旋转中心的距离。

非对称阻尼系数即为：加载时的张紧轮总成扭矩值与卸载时张紧轮总成扭矩值的比值，非对称阻尼系数越大，张紧轮的性能越好，寿命越长。对于摩擦阻尼力扭矩值可通过调节阻尼支架斜面74与接收槽斜面77之间的角度β、当量摩擦系数μ及旋转半径R来改变。

与普通张紧轮相比，带有非对称阻尼机构的张紧轮具有明显的优点。首先，使用等效的弹簧，其可以提供更高的摩擦阻尼度，也可以说，对于加载方向上相同的摩擦阻尼效果，使用带有非对称阻尼机构的张紧轮，皮带传动将承受较低的带张力，这将极大的延长了皮带的使用寿命。其次，加载方向上较高的摩擦阻尼力可以防止摆臂随着皮带变短而出现打滑和噪音，卸载方向上较低的摩擦阻尼力可以使摆臂能够随着皮带变长而快速调整，以保持良好的皮带张力。最后，非对称阻尼系数越是明显，对于发动机前端附件驱动系统的振动和噪音等不良现象的控制效果越好。

虽然，本发明只是阐述了一种形式，但对于本领域的专业技术人员而言，很明显可以在结构、形状及部件的关系上做出一定改变，而不脱离所述的本发明的主旨和范围。

Claims (10)

1.一种带有非对称阻尼机构的张紧轮，包括带轮、摆臂和底座，摆臂和底座通过芯轴连接在一起，其特征在于：摆臂和底座配合连接构成一封闭式的腔体，该腔体内设置有偏压元件和阻尼机构，所述摆臂朝向底座的一侧面上设置多个呈凸起状的支撑结构，阻尼机构由阻尼件和该支撑结构组成，支撑结构与偏压元件接触并配合连接所述阻尼件。

2.根据权利要求1所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述阻尼件呈半月形，具有与所述底座配合的第一摩擦面，及与所述摆臂配合的第二摩擦面，且阻尼件与底座之间、阻尼件与摆臂之间均为滑动配合。

3.根据权利要求2所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述阻尼件包括阻尼支架和阻尼圈，所述阻尼圈的第一摩擦面内壁以啮合面上的若干个垂直的互相配合的部件与所述阻尼支架外壁啮合，所述阻尼圈的第二摩擦面内壁以啮合面上若干个圆柱状凸起的部件与所述阻尼支架底部啮合。

4.根据权利要求1或2或3所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述摆臂上设置有运动挡块，且运动挡块上面设置用以指示张紧轮工作状况的刻度指示线，底座上设置有若干条与所述刻度指示线配合使用的刻度线。

5.根据权利要求1或2或3所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：底座内腔的底部中心设置有一枢轴，所述内腔底部呈螺旋升高状，且设置有用于配合容纳偏压元件的滚道；偏压元件的一端容纳在所述滚道中，另一端与所述摆臂上的阻尼件相配合。

6.根据权利要求1或2所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述支撑结构的数量为3个，从而形成与偏压元件的3段式接触面。

7.根据权利要求1所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述偏压元件为螺旋扭转弹簧。

8.根据权利要求1或2所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：摆臂一端具有一用于配合安装带轮的轴颈，另一端具有一主轴，主轴通过芯轴与所述底座配合连接，使所述摆臂能够绕所述主轴的轴部的中心轴线枢转。

9.根据权利要求8所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述支撑结构的包括第一支撑、第二支撑和第三支撑，第一支撑、第二支撑和第三支撑环绕着主轴的周向布置，并按照偏压元件底部的结构形式进行高度设置。

10.根据权利要求9所述的带有非对称阻尼机构的张紧轮，其特征在于：所述的第一支撑和第二支撑均呈扇形且端部与主轴连接，第三支撑呈钝角三角形，第三支撑与主轴之间留有间隙，两者互相独立不连接，且第三支撑的顶端具有一个与阻尼件的形状相配合的槽口。

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