CN104797856B - 阻尼增强的张紧器 - Google Patents

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Abstract

在一个方面中，本发明提供了一种用于环状驱动构件的张紧器，该张紧器包括能够安装成相对于发动机固定的轴和基部、能够相对于轴绕张紧器臂轴线枢转的张紧器臂、张紧器臂上的能够绕从张紧器臂轴线偏置的带轮轴线旋转并能够与环状驱动构件接合的带轮、定位成朝向自由臂位置迫压张紧器臂的张紧器弹簧、以及接合张紧器臂并由张紧器弹簧的多个轴向隔开的部段接合的阻尼元件。

Description

阻尼增强的张紧器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年10月22日提交的美国临时专利申请No.61/716,894的优先权，该申请的内容以全文形式合并到本文中。
技术领域
本公开涉及张紧器，并且具体地涉及操作成使发动机上的诸如正时带之类的同步环状驱动构件张紧的张紧器。
背景技术
已知张紧器为用于保持带(例如，正时带)或由发动机驱动并用来驱动诸如凸轮轴之类的特定部件的其他环状驱动构件中的张力的装置。张紧器通常包括安装至发动机的基部、能够相对于基部绕枢轴轴线枢转的张紧器臂、安装在臂的自由端以用于与带接合的带轮、以及在基部与臂之间作用以将臂驱动进入带的弹簧。进入带的方向(即，弹簧驱动臂的方向)可以称为朝向自由臂位置的方向(即，朝向张紧器臂在不存在带以使张紧器臂停止的情况下将到达的位置)。该方向为减小弹性势能的方向。随着带张力减小，张紧器臂总体上沿该方向移动。离开带的方向(即，抵抗弹簧的偏置力的方向)可以称为朝向载荷停止位置的方向，并且为增大弹性势能的方向。随着带张力增大，张紧器臂总体上沿该方向移动。已知理想的是在张紧器上提供阻尼以辅助张紧器臂抵抗在带张力突然增大期间被从带甩掉，带张力的突然增大会使张紧器臂朝向载荷停止位置突然加速。然而，在至少某些要求比较严格的应用中，能够从典型的现有技术张紧器获得的阻尼不足以令人满意地阻止这样的事件发生。理想的是提供一种阻尼增强的张紧器。
发明内容
在一个方面中，提供了一种用于环状驱动构件的张紧器，该张紧器包括轴和基部、张紧器臂、带轮、张紧器弹簧以及阻尼元件，其中，轴和基部能够安装成相对于发动机固定，张紧器臂能够相对于轴绕张紧器臂轴线枢转，带轮位于张紧器臂上并且能够绕从张紧器臂轴线偏置的带轮轴线枢转，并且带轮能够与环状驱动构件接合，张紧器弹簧定位成朝向自由臂位置迫压张紧器臂，阻尼元件接合张紧器臂并由张紧器弹簧的多个轴向隔开的部段接合。
附图说明
图1为现有技术张紧器的截面侧视图；
图2A为另一现有技术张紧器的截面侧视图；
图2B为图2中示出的张紧器的一部分的放大截面侧视图；
图3为具有根据本发明的实施方式的张紧器的发动机的侧视图；
图4为图3中示出的张紧器的截面侧视图；
图4A和图4B为图4中示出的张紧器的变体的分解立体图；
图5为图4中示出的张紧器的一部分的放大截面侧视图；
图6为图4中示出的张紧器的接触发动机的“底部”部分或“近端”部分的截面图；
图7为图4中示出的张紧器的“上部”部分或“远端”部分的截面图；
图8为来自图4中示出的张紧器的弹簧和阻尼元件的平面图；
图8A为来自图4中示出的张紧器的弹簧的立体图；
图9为图8中示出的弹簧和阻尼元件的截面侧视图；
图10为根据本发明的另一实施方式的张紧器的截面侧视图；
图11为图10中示出的张紧器的一部分的放大截面侧视图；
图12为示出了来自图1、图2和图4中示出的张紧器的带轮上的轮毂载荷的曲线图；
图13和图14为另一现有技术张紧器的截面侧视图和平面图；
图15A至图15G为示出了几种不同的张紧器构型的带张力与臂位置之间的关系的曲线图；
图16为示出了关于所测试的张紧器的设置的示意图，通过该设置产生图15A至图15G中的曲线；
图17至图19为在弹簧的两端之间具有不同的相对角度的情况下的弹簧和阻尼元件的平面图；以及
图20为示出了作用在图18和图19中的任一者中的弹簧的端部上的力的矢量和的示意图。
具体实施方式
图1中以10示出现有技术的张紧器，并且现有技术的张紧器包括阻尼结构12，阻尼结构12吸收来自正时驱动器的动能并通过阻尼结构12的部件之间的摩擦力将动能转换成热量。张紧器10包括轴14、基部15、衬套16、张紧器臂18、经由轴承21(例如，滚珠轴承)在臂18上旋转的带轮20、以及张紧器弹簧22。在张紧器10响应于环状驱动构件的张力的改变而运转期间衬套16与张紧器臂一起绕轴14枢转，其中，带轮20抵靠环状驱动构件而接合。环状驱动构件未在图1中示出，但将理解到，环状驱动构件可以为正时带或类似构件。
摩擦力的一个来源在轴14和振荡衬套16之间(该摩擦力可以称为“轴-衬套摩擦力”)。在一些应用中，轴-衬套摩擦力足以控制正时驱动器动态。然而，有时，特别是在其中气门可能于气门正时不正确的情况下与活塞碰撞的干涉发动机设计中，需要更大的摩擦力，因为不足的阻尼会导致带的严重故障并因此导致发动机的严重故障。参照图2A，设置了弹簧支架24。弹簧支架24在某些情况下可以通过锁定特征旋转地锁定至基部15。并且，弹簧22对弹簧支架24的轴向力能够至少稍微阻止弹簧支架24相对于基部15的旋转(即，弹簧支架24与基部15之间可能存在大的摩擦扭矩，这意味着弹簧支架24并没有“固定”至基部15，但在大多数运转状态下不被期望旋转)。弹簧22的第一线圈接合弹簧支架24并在弹簧支架24上径向向内地朝向张紧器臂枢轴轴线Aa施加力F。弹簧支架的示例在图13和图14中示出，图13和图14为来自美国专利4,473,362的附图，该申请的内容在此通过参引并入。将注意到的是，图13和图14为来自上述美国专利的包括上述专利中使用的附图标记的附图的复制图。因此，这两个图中的附图标记与本说明书中的物项无关。例如，本发明书中使用的物项112与在图13和图14中出现的附图标记112无关。
弹簧支架24可以由尼龙或任何其他合适的材料制成。弹簧22在弹簧支架24上的压缩力F使弹簧支架24抵靠张紧器臂18，这随着张紧器臂18在张紧器10的运转期间抵靠弹簧支架24枢转和滑动而产生摩擦力。
弹簧22(弹簧22可以为如图所示的扭矩弹簧)产生扭矩T。弹簧22具有第一端部23和第二端部25，第一端部23和第二端部25的末端为没有在图2A和图2B中的截面图中示出但分别接合基部15和臂18的柄脚。第一端部23钩至基部15以相对于发动机固定，并且定位在距弹簧中心距离rc处。第二端部25随着张紧器臂18移动。因此，沿着弹簧22的螺旋长度，从固定的第一端部23开始沿着弹簧22的长度直到振荡的第二端部25逐渐有越来越多的旋转振荡运动。力F作用在弹簧22的第一端部23上。该力传递至弹簧支架24。臂18和弹簧支架24的接合表面之间的摩擦系数由μa表示。臂18在臂18接触弹簧支架24的区域处的半径由如图2B中所示的ra表示。由弹簧支架24产生的摩擦扭矩为：Ma＝ra*μa*F。另外，弹簧支架24的压缩转而使臂18压缩一定量，这转而产生额外的轴-衬套摩擦力。出于本说明书的目的，将忽略这种额外的摩擦扭矩。轴-衬套摩擦扭矩(忽略来自弹簧支架24的压缩作用)可以如下计算：Mb＝rb*μb*H1，其中，rb为衬套半径，μb为衬套16与轴14的接合表面之间的摩擦系数，并且H1为轮毂载荷矢量。在示例中，张紧器10具有3mm臂(即，以Ap示出的带轮轴线与张紧器臂轴线Aa之间的偏置为3mm)，并且假设张紧器臂18与轮毂载荷矢量之间的角度为90°，由弹簧支架24产生的摩擦扭矩近似为由衬套产生的摩擦扭矩的100％*Ma/Mb＝54％(其中，ra＝12.5mm，R＝3mm，μa＝0.2，rc＝20mm，rb＝10mm，μb＝0.07)。因此，与由轴14与衬套16之间的接合提供的摩擦扭矩相比，由弹簧支架24提供的摩擦扭矩可以是相当大的。
除了在至少某些情况下的上述摩擦力来源之外，提供其他的摩擦力来源将是有利的。例如，在带处于油中的应用中，在轴14与衬套16之间产生的摩擦力由于由油的存在引起的润滑而减小。因此，摩擦力的额外来源或替代性来源是理想的。并且，在很多应用中，能够使用相对较长的张紧器臂(即，其中R>3mm)将是有利的。更长的张紧器臂会比更短的臂具有更好/更大的收紧率，其中，“收紧率”为张紧器臂每旋转一度张紧器能够补偿的带长度量。此外，更长的臂允许更稳定的张力控制。与下述某些张紧器相比，更长的臂可以允许张紧器的相对容易的拉销(pull-the-pin)安装，所述某些张紧器由于其使用安装偏心件而使得安装复杂，该安装偏心件为轴14的中心与的轴14的枢轴轴线之间的偏置，安装偏心件在张紧器的安装期间用于调整轴14的位置。一旦轴14被正确地定位，使用螺栓等将轴14在其当前位置处固定使得轴14不枢转。然而，这种张紧器的安装会如上所述是复杂的。
然而，现有技术的长臂张紧器有时会在轴-衬套界面产生过小的摩擦扭矩，从而妨碍了长臂张紧器在某些情况下的使用。为了使张紧器中的轴承保持为小(以保持成本为低)，臂长的增大会导致轴直径减小，这转而导致轴-衬套界面处的更小的摩擦扭矩。在一个示例中，对于具有30mm内径的滚珠轴承的张紧器而言，摩擦扭矩与产生的扭矩的比率可以如下确定：3mm臂可以与直径为20mm的轴一起封装。其可以为：15mm的轴承半径－3mm(臂偏心)－1mm(铝臂壁)-1mm(衬套厚度)＝10mm(轴半径)。使用如上的类似计算仅可以将5mm的臂与直径为16mm的轴封装在相同轴承中。对于3mm臂而言，阻尼比率将是10mm(轴半径)*0.1(摩擦系数)*F(载荷)/3mm(臂偏心)*F＝0.33。对于5mm臂而言，阻尼比率将是8*0.1/5＝0.16。在这种低阻尼比率的情况下，具有5mm臂的张紧器在某些情况下将不能够控制正时驱动器动态。处于大约0.3至大约0.4的范围内的阻尼比率在某些应用中会是适当的。
如图3所示张紧器100安装至发动机101，张紧器100与图2A和图2B中示出的张紧器相比提供了额外的阻尼。张紧器100作用在将旋转动力从曲轴104传递至一对凸轮轴105a和105b的正时带103上。由张紧器100提供的额外的阻尼经由以图4中的124示出的弹簧支架被提供。因此，张紧器100在某些情况下可以具有大于3mm(例如，5mm)的张紧器臂长度。张紧器100具有可以类似于轴14的轴114、桩接至轴114的一端的基部115、可以类似于衬套16的衬套116、可以类似于张紧器臂18的张紧器臂118、可以类似于带轮20的带轮120、可以类似于轴承21的轴承121以及可以类似于弹簧22的张紧器弹簧122。
张紧器臂118能够绕图4中示出的张紧器臂枢轴轴线Aa枢转。带轮120能够绕带轮轴线Ap旋转，带轮轴线Ap从张紧器臂枢轴轴线Aa偏置，其中，偏置量为张紧器臂的长度。
保持垫圈135桩接至轴114的另一端以将所选定部件保持在一起。聚合物衬套板137设置在保持垫圈135与张紧器臂118之间以防止它们之间的金属对金属的接触。衬套116和阻尼元件124可以一起总称为阻尼系统112。
在图4中示出的实施方式中，安装偏心件139设置在轴114中的孔口141中，该安装偏心件139在张紧器100在发动机上的安装期间允许张紧器臂118的位置调整。在图3中以119示出的紧固件穿过孔口141(图4)但通过安装偏心件139从孔口141的中心偏置以将张紧器100安装至发动机。然而，在图4A和图4B示出的优选变体中，没有安装偏心件并且能够提供更长的张紧器臂118长度(例如，与3mm对照，为5mm)。在该变体中，紧固件(未示出)穿过孔口141(并且紧固件在孔口141中居中)以将张紧器100安装至发动机。图4A和图4B中示出的变体可以在其他方面类似于图4中示出的实施方式。
图6为张紧器100的接触发动机的“底部”部分或“近端”部分的截面图。图7为张紧器100的“上部”部分或“远端”部分的截面图。图8为弹簧122和阻尼元件124的平面图。图8A为只有弹簧122的立体图。图9为弹簧122和阻尼元件124的截面侧视图。
如图8和图8A所示，张紧器弹簧122具有第一端部123和第二端部125，第一端部123和第二端部125中的每一者的末端为柄脚。如图4A和图6所示，第一端部123处的柄脚接合基部115(更具体地，第一端部123处的柄脚接合基部115中的槽111)以锚固弹簧122的第一端部123。此外，如图7所示，第一端部123处的柄脚穿过阻尼元件124中的槽117，在仍然允许阻尼元件124根据需要滑动以接合张紧器臂118的同时，该柄脚将阻尼元件124旋转地固定至基部115。如图4B和图7所示，第二端部125处的柄脚接合张紧器臂118(更具体地，第二端部125处的柄脚接合张紧器臂118中的槽113)以施加迫使张紧器臂118进入带103的偏置力。参照图8A，弹簧122可以为包括多于一个线圈的螺旋扭矩弹簧，其中，线圈定义为弹簧122的延伸过360度的部段。在该实施方式中，弹簧122具有2.5个线圈，该2.5个线圈包括第一端部线圈129a、第二端部线圈129b以及第一端部线圈129a与第二端部线圈129b之间的以129c示出的180度部段。线圈129a、线圈129b与部段129c之间的分界符以131示出。
参照图8、图8A和图9，弹簧支架124可以类似于弹簧支架24，然而，在张紧器100中，弹簧支架124构造成使得第一端部线圈129a中的第一部段127a和第二端部线圈129b中的第二部段127b均接合弹簧支架124。部段127a和127b在图8A中以立体图示出。在图6中，示出了弹簧122的仅一部分，使得不遮挡部段127a。在图7中，示出了弹簧122的不同部分，使得能够无遮挡地看到部段127b。如能够在图6、图7和图8A中看到的，以133示出的分界符示出了部段127a和127b的范围(即，分界符示出了弹簧122的接触弹簧支架124的部分的端部)。如能够看到的，第一部段127a和第二部段127b相对于彼此轴向地偏置或隔开，并且分别处于第一端部线圈129a和第二端部129b中。并且，如能够在图8A中看到的，第一部段127a和第二部段127b大致轴向对准。
如图8所示，由弹簧122施加在弹簧支架124上的全部力为第一端部123处的F和第二端部125处的F。因此，由弹簧支架124和臂118产生的全部摩擦扭矩(以及因此产生的阻尼)大于(即，近似两倍于)图2A和图2B中示出的实施方式(以及图1中示出的实施方式)中产生的全部摩擦扭矩。这基于施加在弹簧122的两个端部123和125处的力F近似地处于相同方向上的假设，该假设在弹簧端部123和125绕以As(图8)示出的弹簧轴线在角度上分开近似180度时为真实的。弹簧端部123和125的相对位置在图8中的示例中示出。弹簧端部123和125的在使用期间在带张力的范围上的相对位置范围在图17至图19中示出。当弹簧端部123和125分开180度时，力对准且完全叠加。当弹簧端部123和125相对于彼此处于某个其他角度时，两个力没有完全叠加，并且必须考虑力的矢量分量以确定施加在弹簧支架124上的全部力。
如上所述，第二弹簧端部125与张紧器臂118一起振荡。因此，在第二弹簧端部125与固定的弹簧支架124之间产生摩擦力，并且因此，在弹簧支架124上有磨损的可能。在带处于油中的应用中，这种磨损是可以接受的。在用于弹簧122的线材具有方形横截面形状的应用中，弹簧122在弹簧支架124上的压力小于由圆形横截面弹簧122施加的压力(由于在方形横截面弹簧上存在更大的接触面积)。因此，在使用方形(或矩形)横截面弹簧122的实施方式中，如图4所示，磨损是可以接受的。甚至在包括圆形横截面弹簧122的实施方式中，磨损也是可以接受的。
基于上文，可以看出，与图2A和图2B示出的实施方式相比，使用图4中示出的实施方式产生的摩擦扭矩如下：近似两倍于由弹簧支架24产生的摩擦扭矩、轴14与衬套16之间产生的有限的更高的摩擦扭矩、以及弹簧122的第二端部125与弹簧支架124之间产生的附加摩擦力，图4中示出的实施方式没有图2A和图2B中的实施方式中的类似布置。与在图2A和图2B中示出的实施方式中可能使用的臂张紧器相比，由图4中示出的实施方式提供的附加阻尼可以允许使用更长臂的张紧器。附加阻尼还可以允许张紧器100以短臂构型或者长臂构型在带处于油中的应用中使用。由于弹簧支架124在阻尼方面增大的作用，因此弹簧支架124可以被称为阻尼元件或阻尼器。
将注意到，在弹簧122在运转期间收缩并在阻尼元件124上施加压缩力的同时，弹簧122可以(沿螺旋方向-沿着弹簧线圈的长度)将油推离弹簧122与阻尼元件124之间的接触区域。因此，油的存在可能不会使弹簧122与阻尼元件124之间的摩擦力发生较大的减小。还将注意到，尽管弹簧122可以由具有方形横截面或矩形横截面的弹簧线材制成，但是线材在运转期间可能扭转一定角度并因此可能在沿着横截面形状的拐角且不沿着横截面形状的平坦面的某些点处接合阻尼元件。这将使存在的会减小弹簧122与阻尼元件124之间的摩擦力的任何油的润滑作用有所降低。
如图10和图11所示，替代如图4和图5中所示仅将阻尼元件124与弹簧122的第一端部线圈129a中的部段127a和第二端部线圈129b中的部段127b接合，替代性地可以提供其中至少一个附加弹簧部段接合阻尼元件124的实施方式。例如，在图10和图11示出的实施方式中，轴向地位于部段127a与部段127b之间的以127c示出的部段也接合阻尼元件124。如图10和图11所示，由弹簧122施加的全部力保持为2F，(基于如图8和图9中示出的在端部123和125两处施加至弹簧122的力F)，但是由于存在接触阻尼元件124的三个弹簧部段，因此由所述三个弹簧部段127a、127b和127c中的每个弹簧部段施加在阻尼元件124上的力为2F/3。因此，与图4和图5中示出的实施方式相比，由每个线圈施加在阻尼元件124上的压力减小。因此，在阻尼元件124上会有更少的磨损。如果多于三个轴向隔开的部段与阻尼元件124接触，则由每个线圈施加的力会进一步减小，从而在保持全部力(即，2F)的同时减小了阻尼元件上的压力。
如上所述，沿着弹簧122的整个螺旋长度，振荡运动的幅度沿着弹簧122的螺旋长度从固定的第一端部123向随着臂118振荡的第二端部125逐渐增大。因此，每个部段127a、127b、127c逐渐具有与阻尼元件124的更多的滑动运动。虽然第一部段127a具有与阻尼元件124的一些非零量的滑动运动，但是该滑动运动相对较小并可以忽略其对由张紧器100提供的全部阻尼的影响。在存在三个部段127a、127b和127c并且张紧器臂118(并因此第二端部125)以±6度的振幅振荡的示例中，第三部段127c将以大约±3度的振幅振荡，并且第一部段127a将基本不振荡。在图10和图11示出的实施方式中，由阻尼元件124提供的摩擦扭矩会是由图2A和图2B示出的张紧器10的弹簧支架24提供的摩擦扭矩的大约2.5倍。摩擦扭矩(并因此阻尼)的这种增大基本上不提供额外的成本或复杂性且不增加新的部件。张紧器100的相对于张紧器10的性能在图12中示出，图12以180示出了张紧器100的滞后曲线，以182示出了具有弹簧支架的张紧器10的滞后曲线，并且以184示出了不具有阻尼元件的张紧器10(如图1所示)的滞后曲线。
在摩擦表面将暴露于油的应用中，可以设置部件以辅助将油从部件移除以降低由于油的存在而会出现的摩擦力和阻尼突然降低的风险。阻尼元件124中的在图9中以186示出的狭缝(该狭缝可以称为通道或凹槽)设计成提供储油部或运输通道以帮助将油从阻尼元件124与臂118(图9中未示出)之间的接触表面运出。通道186可以设置有能够从臂118的表面刮掉油以降低阻尼元件124与臂118的接触表面之间的油膜的形成的风险的尖锐边缘。通道186的存在减小了阻尼元件124与臂118之间的总接触面积，这增大了阻尼元件124与臂118之间的表面压力。通道186的尺寸和/或数目可以选择成提供足够高以使得将油从接触表面之间挤出的选定表面压力。
可以设置在阻尼元件124上的另一部件可以为壁厚缩减部188，壁厚缩减部188可以被称为挠性接头188。挠性接头188增大阻尼元件壁(在图9中以190示出)的挠性，这增大了壁190与张紧器臂118之间的接触面积，这转而导致壁190与张紧器臂118之间的更少的磨损和更大的稳定摩擦。这些挠性接头188能够以任何合适的方式设置。例如，挠性接头188可以沿着阻尼元件壁190的轴向长度轴向地延伸。在一些实施方式中，挠性接头188可以设置在壁190的面向臂118的表面上。在图8和图9中示出的实施方式中，可以看出，挠性接头188由穿过整个壁厚度的槽形成，并且挠性接头188大致沿着阻尼元件124的整个轴向长度延伸，并且挠性接头188在第一端部188a处封闭并在第二端部188b处敞开。特别地，如在图8中能够看到的，这些槽将阻尼元件124的一部分分成以191示出的部段。
在其他实施方式中，这些挠性接头188处的壁厚度可以为其他地方处的壁厚度的大约一半，或者这些挠性接头188处的壁厚度可以为远离挠性接头188的壁厚度的不同的非零分数。
图15A至图15G中的曲线图出了由张紧器100提供的张力控制。每个曲线图中示出了三条曲线。上部曲线代表大张力(即，张紧器100由在图16中以192示出的带推出)，下部曲线为小张力(即，张紧器100跟随松弛的带192)，并且中间曲线为关于每个张紧器臂位置的两个极端力的数学平均值。这些曲线图出了不同张紧器构型的性能(例如，不同的张紧器臂长度、弹簧支架24的使用、阻尼元件124的使用、没有阻尼元件)。图15A至图15C中的曲线图分别代表具有3mm臂长度但没有弹簧支架的张紧器、具有3mm臂长度并具有与弹簧支架24类似的弹簧支架的张紧器、以及具有3mm臂长度并具有与阻尼器124类似的阻尼器的张紧器。图15D至图15F中示出的曲线图分别代表具有5mm臂长度但没有弹簧支架的张紧器、具有5mm臂长度并具有与弹簧支架24类似的弹簧支架的张紧器、以及具有5mm臂长度并具有与阻尼器124类似的阻尼器的张紧器。图15G中的曲线图示出了具有与阻尼器124类似的阻尼器以及允许拉销的安装的额外行程(100度行程对应关于标准安装方法的62度行程)的5mm臂张紧器。增大的行程产生了对以稳定的方式控制张力的挑战。来自图15A至图15G中的曲线图的张力曲线在张紧器臂的每个角度位置处与张紧器滞后曲线成比例。每个曲线图上的上部曲线与下部曲线之间的距离与张紧器阻尼成比例，使得越宽的距离意味着提供有越大的阻尼。为了简单起见，曲线图在假设阻尼/弹簧接触点总是竖向对准的情况下制得。阻尼元件124在力不对准时(在图18和图19中示出)减小阻尼元件124的影响，这帮助在极端位置处(即，在其行程范围的端部处)稳定张力控制。在阻尼减小的情况下，代表最大张力的曲线并不如曲线图上示出的接近张紧器行程的端部时的那么陡峭，并且最大张力与最小张力之间的距离并不如曲线图上示出的接近张紧器行程的端部时的增长得那么多。行程的末端位置处的最大张力与最小张力之间的距离的这种减小对具有在安装后被移除的拉销的张紧器是有利的，所述张紧器需要额外的行程来补偿发动机和带的构造公差。在某些应用中，张紧器100可以构造成在张紧器100接近如图17所示的张紧器100的行程的中心时使阻尼元件力基本对准。可以使力的对准适应成满足特定的应用需要。例如，张紧器100可以构造成在张紧器100接近其载荷停止位置时具有增强的阻力以减小与张紧器上的限定载荷停止位置的极限表面实际接触的可能性。
图15A至图15G中的曲线图具有相同的竖向比例以有利于在视觉上比较张紧曲线之间的距离，从而得出张紧器具有更大阻尼并将在发动机上的使用方面更稳定的结论。将注意到：
5mm臂张紧器具有更稳定的张力控制(即，曲线相对较平)，但具有更小的阻尼(即，最大曲线与最小曲线之间的距离更小)；
具有阻尼器的5mm臂张紧器有比不具有阻尼器的3mm张紧器更大的阻尼(并将因此发动机上的振荡更小)；以及
5mm臂拉销安装张紧器的张力特性与具有安装偏心件和其关联的复杂安装过程的3mm臂张紧器的张力特性类似(即，抛物线类似)。提供拉销安装特征需要更大的臂行程以补偿发动机和带的尺寸公差。由于臂“越过中心(over center)”条件，因此设计具有3mm臂长度的拉销类型的张紧器会是困难的，由此张紧器臂由于作用在张紧器臂上的力的几何形式而锁定。
即使在有油情况下，张紧器100也能够提供良好的阻尼，这有利于张紧器100在带处于油中的布置中用作对发动机上的正时链设计的替换。然而，将注意到，更确定的是，张紧器100在不存在油的应用中会是有益的。
尽管阻尼元件124已被描述为由尼龙制成，但可以使用诸如具有涂覆在内表面(即，接触臂118的表面)上或外表面(即，接触弹簧122的表面)上或内表面和外表面两者上的TeflonTM的尼龙之类的其他材料。如果需要，弹簧122可以涂覆有低摩擦材料以减少阻尼元件124上可能发生的磨损。材料和涂层可以选择成使得阻尼特性和磨损特性可以是特定应用所需的。
提供弹簧122的多个轴向隔开的部段与阻尼元件124接触的张紧器100允许阻尼的改善，这会有利于张紧器100在带处于油中的应用中的使用、以及或者比使用了现有技术的某些阻尼结构的臂张紧器更长的臂张紧器的使用。
尽管在图中示出具有2.5个线圈的螺旋长度的弹簧122，但将理解到，弹簧122可以具有少于或多于2.5个线圈。例如，弹簧122可以具有1.5个线圈并仍然具有在角度上分开180度的端部，并且将仍然具有接合阻尼元件124的两个部段。在另一示例中，弹簧122可以具有1.25个线圈的螺旋长度并将具有在角度上分开90度的端部，同时仍然具有接合阻尼元件的两个部段，尽管施加在弹簧端部处的力在这样的示例中将增加大约1.4F的矢量和。其他弹簧长度是可能的，使得弹簧122的三个、四个或任何合适数目的部段将接合阻尼元件124的适当地加长的变型。
上述实施方式意在仅为示例，并且可以由本领域的技术人员对这些实施方式做出变型和改型。

Claims (16)

1.一种用于环状驱动构件的张紧器，所述张紧器包括：
轴和基部，所述轴和所述基部能够安装成相对于发动机固定；
张紧器臂，所述张紧器臂能够相对于所述轴绕张紧器臂轴线枢转；
带轮，所述带轮位于所述张紧器臂上并且能够绕从所述张紧器臂轴线偏置的带轮轴线旋转，其中，所述带轮能够与所述环状驱动构件接合；
张紧器弹簧，所述张紧器弹簧具有定位成在所述轴和所述基部上施加力的第一端部和定位成在所述张紧器臂上施加力的第二端部以朝向自由臂位置迫压所述张紧器臂；以及
阻尼元件，所述阻尼元件接合所述张紧器臂并由所述张紧器弹簧的多个轴向隔开的部段接合，所述多个轴向隔开的部段包括位于所述张紧器弹簧的具有所述第二端部的螺旋部上的部段，从而在所述张紧器弹簧的具有所述第二端部的所述螺旋部与所述阻尼元件之间产生摩擦，
其中，所述阻尼元件具有接触所述张紧器臂的壁，并且其中，所述壁具有挠性接头，所述挠性接头沿着所述壁的轴向长度轴向地延伸以允许所述壁的半径在来自所述弹簧的压缩力下有效减小以增大所述壁与所述张紧器臂之间的接触面积，
其中，所述阻尼元件和所述张紧器弹簧由油进行润滑。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述多个轴向隔开的部段定位在所述张紧器弹簧的两个端部线圈上。
3.根据权利要求2所述的张紧器，其中，所述多个轴向隔开的部段包括所述弹簧的定位在所述两个端部线圈之间的至少一个部段。
4.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述张紧器弹簧为大致螺旋的，其中，扭转力经由所述第一端部和所述第二端部传递至所述弹簧，并且其中，所述第一端部和所述第二端部绕所述张紧器弹簧的轴线在角度上彼此分开180度。
5.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述张紧器弹簧由具有大致矩形横截面的线材制成。
6.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述张紧器弹簧由具有大致方形横截面的线材制成。
7.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述阻尼元件具有接触所述张紧器臂的内侧面，并且其中，所述内侧面包括通道。
8.根据权利要求1所述的张紧器，其中，在所述弹簧与所述阻尼元件之间存在相对滑动运动，并且由此提供了相应的摩擦扭矩。
9.一种驱动装置，所述驱动装置包括：
曲轴；
环状驱动构件，所述环状驱动构件由所述曲轴驱动；以及
张紧器，所述张紧器用于所述环状驱动构件，所述张紧器包括：轴和基部，所述轴和所述基部能够安装成相对于发动机固定；张紧器臂，所述张紧器臂能够相对于所述轴绕张紧器臂轴线枢转；带轮，所述带轮位于所述张紧器臂上并且能够绕从所述张紧器臂轴线偏置的带轮轴线旋转，其中，所述带轮能够与所述环状驱动构件接合；张紧器弹簧，所述张紧器弹簧具有定位成在所述轴和所述基部上施加力的第一端部和定位成在所述张紧器臂上施加力的第二端部以朝向自由臂位置迫压所述张紧器臂；以及阻尼元件，所述阻尼元件接合所述张紧器臂并由所述张紧器弹簧的多个轴向隔开的部段接合，所述多个轴向隔开的部段包括位于所述张紧器弹簧的具有所述第二端部的螺旋部上的部段，从而在所述张紧器弹簧的具有所述第二端部的所述螺旋部与所述阻尼元件之间产生摩擦，其中，所述阻尼元件和所述张紧器弹簧由来自所述驱动装置的油进行润滑，
其中，所述阻尼元件具有接触所述张紧器臂的壁，并且其中，所述壁具有挠性接头，所述挠性接头沿着所述壁的轴向长度轴向地延伸以允许所述壁的半径在来自所述弹簧的压缩力下有效减小以增大所述壁与所述张紧器臂之间的接触面积。
10.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，所述多个轴向隔开的部段定位在所述张紧器弹簧的两个端部线圈上。
11.根据权利要求10所述的驱动装置，其中，所述多个轴向隔开的部段包括所述弹簧的定位在所述两个端部线圈之间的至少一个部段。
12.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，所述张紧器弹簧为大致螺旋的，其中，扭转力经由所述第一端部和所述第二端部传递至所述弹簧，并且其中，所述第一端部和所述第二端部绕所述张紧器弹簧的轴线在角度上彼此分开180度。
13.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，所述张紧器弹簧由具有大致矩形横截面的线材制成。
14.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，所述张紧器弹簧由具有大致方形横截面的线材制成。
15.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，所述阻尼元件具有接触所述张紧器臂的内侧面，并且其中，所述内侧面包括通道。
16.根据权利要求9所述的驱动装置，其中，在所述弹簧与所述阻尼元件之间存在相对滑动运动，并且由此提供了相应的摩擦扭矩。
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