CN109372948A - 正时链传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正时链传动装置，包括正时链和用于限定正时链运动轨迹的定位导轨，定位导轨包括上导轨、定导轨及活动导轨，构成正时链链节单元的链片为条板状，链片与定位导轨接触侧的轮廓整体呈弧形。上述方案将链片与定位导轨接触侧的轮廓设计成弧形，有效降低了正时链与定位导轨接触时的接触面面积，减少了正时链与定位导轨之间的摩擦，降低了摩擦损失。

Description

正时链传动装置
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机的正时链传动装置。
背景技术
近年来，汽车发动机的正时传动越来越广泛地采用了链传动，因其具有结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性高、设计型式多样等显著优点。正时链传动装置通过链条连接曲轴链轮和凸轮轴链轮驱动凸轮轴旋转，确保气门的开闭时刻与曲轴转动角度间相对关系稳定可控。即利用正时链条来驱动发动机的配气机构，使发动机的进、排气门在适当的时候开启或关闭，以保证发动机的汽缸能够正常地吸气和排气。
正时链传动装置一般包括链条、导轨(包括动导轨、定导轨和上导轨)以及液压张紧器，研究表明，在发动机正时链传动装置中，各运动副的摩擦损失占比如下：链条和导轨面之间的摩擦损失占40％～50％，链条自身链片与销轴、链片与链片之间摩擦损失占20％～30％，链条与链轮的啮合摩擦损失占15％左右，其他摩擦损失占5％左右。
现有技术中，乘用车发动机的正时链传动装置，普遍采用静音链传动设计，随着发动机正时传动负载增加(如正时链需要驱动凸轮轴上的VVT、高压燃油泵等高负载部件)，对正时链条抗拉强度提出更高要求，为了保证链条抗拉强度，通常每个链节采用的链片数量为4×4或4×5，链片数越多，每个链节与导轨的接触面积越大，链片之间相对运动的摩擦阻力也增加较多。同时正时传动负载增加，通常需要增加张紧器张力和阻尼来满足系统传动功能，这样导致链条对导轨压力增加明显，链条和导轨面之间的摩擦损失更大。
发明内容
本发明的目的是提供一种低摩擦的正时链传动装置，以降低正时传动系统中的摩擦损失。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种正时链传动装置，包括正时链和用于限定正时链运动轨迹的定位导轨，定位导轨包括上导轨、定导轨及活动导轨，其特征在于：构成正时链链节单元的链片为条板状，链片与定位导轨接触侧的轮廓整体呈弧形。
上述方案将链片与定位导轨接触侧的轮廓设计成弧形，有效降低了正时链与定位导轨接触时的接触面面积，减少了正时链与定位导轨之间的摩擦，降低了摩擦损失。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的简化图；
图3是正时链链节单元的主视图；
图4是正时链链节单元的俯视图。
具体实施方式
结合附图，一种正时链传动装置，包括正时链10和用于限定正时链10运动轨迹的定位导轨，定位导轨包括上导轨20、定导轨30及活动导轨40，构成正时链10链节单元的链片为条板状，链片与定位导轨接触侧的轮廓整体呈弧形。本发明的核心是将链片与定位导轨接触侧的轮廓设计成弧形，有效降低了正时链与定位导轨接触时的接触面面积，减少了正时链与定位导轨之间的摩擦，降低了摩擦损失。
优选的，所述正时链10的链节单元包括前节链片11和后节链片12，前节链片11和后节链片12的前后两端均开设有连接孔，前节链片11的后端与后节链片12的前端板面贴靠且对应的连接孔同芯布置并由销轴14连接；所述的前节链片11有两个，后节链片12布置在两个前节链片11的中间，两个前节链片11的外侧还布置有链板13，链板13两端开设有连接孔,链板13的前端与前节链片11的后端板面贴靠且对应的连接孔同芯布置，链板13后端的连接孔与后节链片12后端的连接孔同芯布置，销轴14穿过链板13、前节链片11和后节链片12的连接孔构成铰接连接。每个链节单元采用两个前节链片11、一个后节链片12以及两个链板13的连接，相对于现有技术中的多链片链节单元来说，链片与链片之间以及链片与销轴之间的摩擦阻力大大减小。采用上述链节单元构成的正时链10，有效的减小了传动装置中正时链10自身的摩擦损失。
进一步的，所述上导轨20的内凹率为1～3％，所述定导轨30的内凹率为3～6％，所述活动导轨40的内凹率为6～13％。更为优选的方案是所述上导轨20的内凹率为2.3％，定导轨30的内凹率为5.7％，活动导轨40的内凹率为11.9％。通过对定位导轨与链条接触面的内凹率进行优化设计，使得链条与定位导轨接触时的正压力大大减小，从而有效的减小了摩擦阻力。
需要说明的是，定位导轨与链条的接触部位整体呈弧面，如图2所示，定位导轨与链条的接触部位的截面为一条弧线，其内凹率表达式为H/L*100％，其中，H为弧线最高点到两端点所在直线的距离；L为弧线两端点之间的距离。
优选的，所述上导轨20、定导轨30以及活动导轨40均采用聚酰胺树脂和聚四氟乙烯的复合材料。相对于传统的PA66尼龙材料来说，聚酰胺树脂和聚四氟乙烯复合材料韧性更好，刚度更高，特别是在高温条件下，较高的刚度和韧性可降低链片背部的微观粗糙面嵌入到导轨材料内，改善链片与复合材料的嵌入特性，即摩擦副的摩擦系数低，从而减少接触面摩擦阻力。
进一步的，所述活动导轨40的上端铰接设置在缸体上，下端设有液压张紧器50，液压张紧器50与活动导轨40抵靠提供活动导轨40向正时链10贴近的张紧力。具体实施时，液压张紧器50选用带有单向阀泄油功能的张紧器，这样在发动机低转速或者柱塞伸出过程中，柱塞内机油通过旁通孔泄压；当在发动机高转速柱塞回退情况下，柱塞内机油压力增加，泄油单向阀开启，使柱塞内油压快速降低，减小柱塞回退时的阻尼，从而减小链条张力和链传功的摩擦阻力。
将上述方案运用到发动机正时系统中，摩擦阻力矩可由2.1Nm降低到1.7Nm左右，系统摩擦损失下降幅度达20％，摩擦损失有明显降低效果。把摩擦阻力矩降低值换算为发动机油耗，则发动机油耗降低约0.8％。

Claims (7)

1.一种正时链传动装置，包括正时链(10)和用于限定正时链(10)运动轨迹的定位导轨，定位导轨包括上导轨(20)、定导轨(30)及活动导轨(40)，其特征在于：构成正时链(10)链节单元的链片为条板状，链片与定位导轨接触侧的轮廓整体呈弧形。
2.根据权利要求1所述的正时链传动装置，其特征在于：所述上导轨(20)的内凹率为1～3％，所述定导轨(30)的内凹率为3～6％，所述活动导轨(40)的内凹率为6～13％。
3.根据权利要求1所述的正时链传动装置，其特征在于：所述正时链(10)的链节单元包括前节链片(11)和后节链片(12)，前节链片(11)和后节链片(12)的前后两端均开设有连接孔，前节链片(11)的后端与后节链片(12)的前端板面贴靠且对应的连接孔同芯布置并由销轴(14)连接。
4.根据权利要求3所述的正时链传动装置，其特征在于：所述的前节链片(11)有两个，后节链片(12)布置在两个前节链片(11)的中间，两个前节链片(11)的外侧还布置有链板(13)，链板(13)两端开设有连接孔,链板(13)的前端与前节链片(11)的后端板面贴靠且对应的连接孔同芯布置，链板(13)后端的连接孔与后节链片(12)后端的连接孔同芯布置，销轴(14)穿过链板(13)、前节链片(11)和后节链片(12)的连接孔构成铰接连接。
5.根据权利要求2所述的正时链传动装置，其特征在于：所述上导轨(20)的内凹率为2.3％，定导轨(30)的内凹率为5.7％，活动导轨(40)的内凹率为11.9％。
6.根据权利要求5所述的正时链传动装置，其特征在于：所述上导轨(20)、定导轨(30)以及活动导轨(40)均采用聚酰胺树脂和聚四氟乙烯的复合材料。
7.根据权利要求1或2所述的正时链传动装置，其特征在于：所述活动导轨(40)的上端铰接设置在缸体上，下端设有液压张紧器(50)，液压张紧器(50)与活动导轨(40)抵靠提供活动导轨(40)向正时链(10)贴近的张紧力。
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