CN108443439B - 非对称可调阻尼自动张紧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于包括基座、主轴、回转臂、第一螺旋弹簧、摩擦环、第二螺旋弹簧、第三螺旋弹簧、金属支架及至少两片阻尼片,阻尼片对称定位贴靠在金属支架的外圆周面上,第二螺旋弹簧与第一螺旋弹簧、第三螺旋弹簧的旋向相反,套装在摩擦环上,本发明结构简单紧凑,当发动机皮带拉紧时,回转臂相对于基座的回转使第一螺旋弹簧、第二螺旋弹簧、摩擦环、第三螺旋弹簧及阻尼片共作用产生的大阻尼,从而限制发动机皮带不会产生剧烈的抖动,在发动机皮带偏松时,自动张紧器的阻尼较小而快速张紧发动机皮带。
Description
技术领域
本发明涉及一种保持汽车发动机皮带张力并吸收振动的自动张紧器,尤其是涉及一种非对称可调阻尼自动张紧器。
背景技术
用于汽车发动机皮带的自动张紧器在发动机前置附件驱动系统中是不可缺少的。首先,它的作用是为发动机前置驱动系统提供一个预紧力,防止皮带与皮带轮之间打滑;另一个作用就是其自身的阻尼结构可以衰减系统的振动。在曲轴角振动过大时,系统往往需要一个阻尼很大的自动张紧器,要求该自动张紧器在皮带偏松时,张紧器迅速张紧皮带,此时阻尼不能过大。当皮带拉紧时,自动张紧器的大阻尼产生作用,限制皮带不会产生剧烈的抖动。
发明内容
本申请人针对上述的问题,进行了研究改进,提供一种非对称可调阻尼自动张紧器,结构简单紧凑,当发动机皮带拉紧时,自动张紧器产生大阻尼作用,限制发动机皮带不会产生剧烈的抖动,在发动机皮带偏松时,自动张紧器的阻尼较小而快速张紧发动机皮带。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:
一种非对称可调阻尼自动张紧器,包括:
一基座,为具有开口的杯状件,基座的外壁上设有定位卡块;
一主轴,同轴安装于所述基座内,主轴的下端压铸在所述基座的底部,主轴上设有轴向通孔;
一回转臂,一个端部覆盖在所述基座的开口处并可转动连接在所述主轴的上端,另一个端部设有与发动机皮带贴合的可转动的皮带轮;
一第一螺旋弹簧,为螺旋扭转弹簧,设置在所述基座内,第一螺旋弹簧的一端连接所述基座,另一端连接所述回转臂,第一螺旋弹簧驱动所述回转臂绕所述主轴回转从而使所述回转臂上的皮带轮与发动机皮带贴合;
一摩擦环,套装在所述主轴上;
一第二螺旋弹簧,为螺旋扭转弹簧,与所述第一螺旋弹簧的旋向相反,套装在所述摩擦环上,第二螺旋弹簧的内圆周面与摩擦环的外壁接触,第二螺旋弹簧的一端连接所述回转臂,另一端为自由端;
一第三螺旋弹簧,为螺旋扭转弹簧,套装在所述主轴上,与所述第一螺旋弹簧的旋向相同,第三螺旋弹簧的一端连接所述基座,另一端连接所述摩擦环;
一金属支架,为具有开口的圆环形件,金属支架同轴套装在所述第一螺旋弹簧外并且金属支架的内表面接触所述第一螺旋弹簧的外表面,金属支架的开口卡接在所述回转臂上的凸块上;
至少两片阻尼片,呈圆弧状,对称定位贴靠在所述金属支架的外圆周面上,阻尼片的内壁接触所述金属支架的外壁,当回转臂回转使皮带轮与发动机皮带贴合时,所述第一螺旋弹簧扭转从而外径变大以撑开所述金属支架,所述金属支架的径向挤压力使所述阻尼片向外撑开以贴合在所述基座的内壁上。
进一步的:
所述第二螺旋弹簧的上端设有弯脚,所述弯脚卡在所述回转臂上的卡槽中。
所述第二螺旋弹簧的簧丝截面为矩形。
所述第三螺旋弹簧为两端无弯脚螺旋弹簧,所述摩擦环的下端设有挡块,所述基座的底部设有第一下挡块,所述第三螺旋弹簧的一端抵在所述摩擦环下端的挡块上,所述第三螺旋弹簧的另一端抵在所述第一下挡块上。
所述第一螺旋弹簧及所述第三螺旋弹簧为左旋螺旋弹簧,所述第二螺旋弹簧为右旋螺旋弹簧。
所述金属支架的两端设有定位卡口,所述阻尼片的内壁设有内卡块,所述阻尼片的一端设有端卡块,所述阻尼片的内卡块及端卡块分别卡接在所述金属支架上对应的定位卡口中。
所述阻尼片的端卡块上设有轴向向内延伸的卡钩,所述卡钩卡接在所述金属支架的内壁。
所述阻尼片的外壁上设有轴向的通槽。
所述第一螺旋弹簧为两端无弯脚螺旋弹簧,所述回转臂上设有上挡块,所述基座的底部设有第二下挡块,所述第一螺旋弹簧的一端抵在所述上挡块上,所述第一螺旋弹簧的另一端抵在所述第二下挡块上。
所述主轴与所述回转臂的回转孔之间设有第一衬套,所述第一衬套为圆柱环形件,所述第一衬套内孔具有耐磨涂层,所述第一衬套的内孔与所述主轴之间为间隙配合,所述回转臂的回转孔与所述第一衬套之间为过盈配合;所述主轴与所述摩擦环之间设有第二衬套,所述第二衬套为圆柱环形件,所述第二衬套内孔具有耐磨涂层,所述第二衬套的内孔与所述主轴之间为间隙配合,所述摩擦环与所述第二衬套之间为过盈配合。
本发明的技术效果在于:
本发明公开的一种非对称可调阻尼自动张紧器,结构简单紧凑,当发动机皮带拉紧时,自动张紧器产生大阻尼作用,限制发动机皮带不会产生剧烈的抖动,在发动机皮带偏松时,自动张紧器的阻尼较小而快速张紧发动机皮带。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A处剖视图。
图3为图1的B-B处剖视图。
图4为本发明的三维爆破图。
图5为第二螺旋弹簧的三维结构示意图。
图6为摩擦环的三维结构示意图。
图7为阻尼片与金属支架的三维安装结构示意图。
图8为金属支架的三维结构示意图。
图9为阻尼片的三维结构示意图。
图10为回转臂的三维结构示意图。
图11为基座的三维结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1~4所示,本发明包括一基座1、一主轴2、一回转臂7、一第一螺旋弹簧3、一摩擦环15、一第二螺旋弹簧14、一第三螺旋弹簧16、一金属支架5、两片阻尼片4,基座1为具有开口的杯状件,基座1的外壁上设有定位卡块103,主轴2同轴安装于基座1内,主轴2的下端压铸在基座1的底部,在基座1内形成一个容纳室,主轴2上设有轴向通孔201,基座1通过轴向通孔201用螺栓固定安装在发动机的机壳上,定位卡块103用于安装时的定位。回转臂7的一个端部覆盖在基座1的开口处并可转动连接在主轴2的上端,主轴2与回转臂7的回转孔之间设有第一衬套6,第一衬套6为圆柱环形件,第一衬套6的内孔具有耐磨涂层,第一衬套6的内孔与主轴2之间为间隙配合,回转臂7的回转孔与第一衬套6之间为过盈配合;主轴2的上端压装有固定轮9,用于回转臂7的轴向限位,固定轮9与回转臂7之间设有滑轮8,滑轮8用尼龙材料制成,确保回转臂7可转动灵活;回转臂7的另一个端部设有与发动机皮带贴合的可转动的皮带轮12,皮带轮12通过轴承10、防尘盖13、螺栓11安装在回转臂7上,轴承10为滚动轴承。第一螺旋弹簧3为螺旋扭转弹簧,第一螺旋弹簧3设置在基座1内,位于基座1的容纳室中,回转臂7上设有上挡块701(如图10),基座1的底部设有第二下挡块102(如图11),第一螺旋弹簧3为两端无弯脚螺旋弹簧(如图4),第一螺旋弹簧3的一端抵在上挡块701上,第一螺旋弹簧3的另一端抵在第二下挡块102上,第一螺旋弹簧3驱动回转臂7绕主轴2回转从而使回转臂7上的皮带轮12与发动机皮带贴合。摩擦环15套装在主轴2上,摩擦环15可由金属或非金属材料制成,如由工程尼龙材料制成。主轴2与摩擦环15之间设有第二衬套17,第二衬套17为圆柱环形件,第二衬套17内孔具有耐磨涂层,第二衬套17的内孔与主轴2之间为间隙配合,摩擦环15与第二衬套17之间为过盈配合。第二螺旋弹簧14为螺旋扭转弹簧,第二螺旋弹簧14与第一螺旋弹簧3的旋向相反,第二螺旋弹簧14套装在摩擦环15上,第二螺旋弹簧14的内圆周面与摩擦环15的外壁接触,第二螺旋弹簧14可以抱紧或者脱离摩擦环15。第二螺旋弹簧14的上端设有弯脚141(如图5),弯脚141卡在回转臂7上的卡槽703(图10)中,第二螺旋弹簧14的另一端为自由端。第三螺旋弹簧16为螺旋扭转弹簧,第三螺旋弹簧16套装在主轴2上,第三螺旋弹簧16与第一螺旋弹簧3的旋向相同,第三螺旋弹簧16为两端无弯脚螺旋弹簧(如图4),摩擦环15的下端设有挡块151,基座1的底部设有第一下挡块101(图11),第三螺旋弹簧16的一端抵在摩擦环15下端的挡块151上,第三螺旋弹簧16的另一端抵在第一下挡块101上。当回转臂7与基座1相对运动时,方向与第二螺旋弹簧14旋向一致即加载时,第二螺旋弹簧14的内径收缩变小,第二螺旋弹簧14可以抱紧摩擦环15,回转臂7的转动通过摩擦环15传递至第三螺旋弹簧16,从而产生扭矩,第二螺旋弹簧14簧丝截面可以为矩形,也可以为圆形,在本实施例中第二螺旋弹簧14采用矩形截面的簧丝,这样第二螺旋弹簧14抱紧摩擦环15时可产生更大的扭矩;当回转臂7运动方向与第二螺旋弹簧14旋向相反即卸载时,第二螺旋弹簧14内径变大而与摩擦环15脱离,第三螺旋弹簧16不起作用,不产生扭矩。在本发明中,第一螺旋弹簧3与第三螺旋弹簧16的旋向相同,第二螺旋弹簧14与第一螺旋弹簧3及第三螺旋弹簧16的旋向相反,它们的旋向可以根据实际需要确定,在本实施例中,第一螺旋弹簧3及第三螺旋弹簧16为左旋螺旋弹簧,第二螺旋弹簧14为右旋螺旋弹簧。金属支架5为具有开口502的圆环形件(图7、8),金属支架5同轴套装在第一螺旋弹簧3外并且金属支架5的内表面接触第一螺旋弹簧3的外表面,金属支架5的作用是固定摩擦阻尼片并为阻尼片增加钢性。金属支架5的开口502卡接在回转臂7上的凸块702(图10)上,使金属支架5不会在圆周方向与回转臂7发生相对转动。两片阻尼片4分别呈圆弧状,由工程尼龙材料制成,对称定位贴靠在金属支架5的外圆周面上,阻尼片4的内壁接触金属支架5的外壁,当回转臂回转使皮带轮与发动机皮带贴合时,第一螺旋弹簧3扭转从而使外径变大以撑开金属支架5,金属支架5的径向挤压力使两片阻尼片4向外撑开以贴合在基座1的内壁上,两片阻尼片4与基座1内壁相对滑动产生摩擦阻尼以吸收来自发动机皮带的振动,对称设置的阻尼片4数量至少为两片,阻尼片4的数量可根据实际需要确定。在本实施例中,如图7、8、9所示,金属支架5的两端设有定位卡口501,阻尼片4的内壁设有内卡块401,阻尼片4的一端设有端卡块402,阻尼片4的内卡块401及端卡块402分别卡接在金属支架5上对应的定位卡口501中。阻尼片4的端卡块402上设有轴向向内延伸的卡钩403,卡钩403卡接在金属支架5的内壁,从而使阻尼片4更好地定位安装在金属支架5上。阻尼片4的外壁上设有轴向的通槽404,通槽404使阻尼片4在受压后更好地与基座1的内壁贴合。
本实施方式中,第一螺旋弹簧3及第三螺旋弹簧16为左旋螺旋弹簧,第二螺旋弹簧14为右旋螺旋弹簧,基座1固定安装在发动机的机壳上,第一螺旋弹簧3驱动回转臂7回转从而驱动回转臂7上的皮带轮12来张紧发动机皮带,回转臂7相对于基座1的回转使第一螺旋弹簧3的外径增大,第一螺旋弹簧3压迫金属支架5向外撑开,从而驱动阻尼片4向外撑开并贴合在基座1的内壁上,贴合的正压力取决于螺旋弹簧的钢度及回转角度,在图2中可以看到,两片阻尼片4贴合基座1内壁滑动摩擦以产生摩擦阻尼力,摩擦阻尼力吸收来自发动机皮带的振动,长期使用后,阻尼片磨损均匀。当发动机皮带拉紧时,皮带驱动回转臂7相对于基座1的回转使第一螺旋弹簧3的外径增大的同时,回转臂7带动第二螺旋弹簧14的内径向内收缩而抱紧摩擦环15(第二螺旋弹簧14与第一螺旋弹簧3的旋向相反),回转臂7的转动通过摩擦环15传递至第三螺旋弹簧16,从而产生扭矩,此时自动张紧器对发动机皮带的阻尼作用力包括由第二螺旋弹簧14、摩擦环15与第三螺旋弹簧16共同作用产生的扭矩及第一螺旋弹簧3的扭转力、阻尼片4的摩擦阻尼力,三个力叠加而成的大阻尼产生作用,从而限制发动机皮带不会产生剧烈的抖动。在发动机皮带偏松时,第一螺旋弹簧3驱动回转臂7相对于基座1的转动方向与前述的方向相反,第二螺旋弹簧14内径变大而与摩擦环15脱离,不产生扭矩,此时自动张紧器对发动机皮带的作用力仅包括第一螺旋弹簧3的扭转力、阻尼片4的摩擦阻尼力,相对阻尼较小,张紧器回转臂7在第一螺旋弹簧3的作用下迅速张紧发动机皮带。
由此可以看到,在本发明中,当发动机皮带拉紧时,由第二螺旋弹簧14、摩擦环15与第三螺旋弹簧16共同作用产生的扭矩起到调节单向阻尼特性的作用,同时通过控制各个弹簧的参数、阻尼片及摩擦环的参数,可以达到控制自动张紧器的两个旋转方向的阻尼,即达到非对称可调阻尼的目的。
Claims (10)
1.一种非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于包括:
一基座,为具有开口的杯状件,基座的外壁上设有定位卡块;
一主轴,同轴安装于所述基座内,主轴的下端压铸在所述基座的底部,主轴上设有轴向通孔;
一回转臂,一个端部覆盖在所述基座的开口处并可转动连接在所述主轴的上端,另一个端部设有与发动机皮带贴合的可转动的皮带轮;
一第一螺旋弹簧,为螺旋扭转弹簧,设置在所述基座内,第一螺旋弹簧的一端连接所述基座,另一端连接所述回转臂,第一螺旋弹簧驱动所述回转臂绕所述主轴回转从而使所述回转臂上的皮带轮与发动机皮带贴合;
一摩擦环,套装在所述主轴上;
一第二螺旋弹簧,为螺旋扭转弹簧,与所述第一螺旋弹簧的旋向相反,套装在所述摩擦环上,第二螺旋弹簧的内圆周面与摩擦环的外壁接触,第二螺旋弹簧的一端连接所述回转臂,另一端为自由端;
一第三螺旋弹簧,为螺旋扭转弹簧,套装在所述主轴上,与所述第一螺旋弹簧的旋向相同,第三螺旋弹簧的一端连接所述基座,另一端连接所述摩擦环;
一金属支架,为具有开口的圆环形件,金属支架同轴套装在所述第一螺旋弹簧外并且金属支架的内表面接触所述第一螺旋弹簧的外表面,金属支架的开口卡接在所述回转臂上的凸块上;
至少两片阻尼片,呈圆弧状,对称定位贴靠在所述金属支架的外圆周面上,阻尼片的内壁接触所述金属支架的外壁,当回转臂回转使皮带轮与发动机皮带贴合时,所述第一螺旋弹簧扭转从而外径变大以撑开所述金属支架,所述金属支架的径向挤压力使所述阻尼片向外撑开以贴合在所述基座的内壁上。
2.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述第二螺旋弹簧的上端设有弯脚,所述弯脚卡在所述回转臂上的卡槽中。
3.按照权利要求1或2所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述第二螺旋弹簧的簧丝截面为矩形。
4.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述第三螺旋弹簧为两端无弯脚螺旋弹簧,所述摩擦环的下端设有挡块,所述基座的底部设有第一下挡块,所述第三螺旋弹簧的一端抵在所述摩擦环下端的挡块上,所述第三螺旋弹簧的另一端抵在所述第一下挡块上。
5.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述第一螺旋弹簧及所述第三螺旋弹簧为左旋螺旋弹簧,所述第二螺旋弹簧为右旋螺旋弹簧。
6.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述金属支架的两端设有定位卡口,所述阻尼片的内壁设有内卡块,所述阻尼片的一端设有端卡块,所述阻尼片的内卡块及端卡块分别卡接在所述金属支架上对应的定位卡口中。
7.按照权利要求6所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述阻尼片的端卡块上设有轴向向内延伸的卡钩,所述卡钩卡接在所述金属支架的内壁。
8.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述阻尼片的外壁上设有轴向的通槽。
9.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述第一螺旋弹簧为两端无弯脚螺旋弹簧,所述回转臂上设有上挡块,所述基座的底部设有第二下挡块,所述第一螺旋弹簧的一端抵在所述上挡块上,所述第一螺旋弹簧的另一端抵在所述第二下挡块上。
10.按照权利要求1所述的非对称可调阻尼自动张紧器,其特征在于:所述主轴与所述回转臂的回转孔之间设有第一衬套,所述第一衬套为圆柱环形件,所述第一衬套内孔具有耐磨涂层,所述第一衬套的内孔与所述主轴之间为间隙配合,所述回转臂的回转孔与所述第一衬套之间为过盈配合;所述主轴与所述摩擦环之间设有第二衬套,所述第二衬套为圆柱环形件,所述第二衬套内孔具有耐磨涂层,所述第二衬套的内孔与所述主轴之间为间隙配合,所述摩擦环与所述第二衬套之间为过盈配合。
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