CN112211969A - 一种皮带张紧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种皮带张紧器。一种用于发动机的皮带的皮带张紧器，皮带张紧器包括：轴；配置成围绕轴旋转的偏心壳体；围绕壳体设置的皮带轮；从轴延伸的分隔壁；由壳体限定的流体腔室；其中，分隔壁将流体腔室分为第一和第二部分，使得其中包含的流体阻尼壳体相对于轴的运动，以及与壳体和分隔壁耦接的弹性元件，以便使皮带轮偏向皮带。

Description

一种皮带张紧器

技术领域

本发明涉及一种皮带张紧器，并且特别地但非排他地涉及一种用于张紧内燃发动机中的皮带的皮带张紧器。

背景技术

在典型的内燃发动机中，主传动带系统会由于凸轮轴和曲轴扭矩信号的影响而出现张力波动。皮带张紧器用于控制皮带张力。这通常使用弹簧和摩擦阻尼器系统来执行。

然而，摩擦阻尼受油量和油质量的影响，这使得在发动机的整个寿命期内很难保持相同的皮带张力水平和皮带张力的变化。

需要一种在发动机的整个使用寿命内更稳定地工作的张紧系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于发动机的皮带的皮带张紧器，皮带张紧器包括：

轴；

配置成围绕轴旋转的偏心壳体；

设置在壳体周围的皮带轮；

从轴延伸的分隔壁；

由壳体限定的流体腔室；其中，分隔壁将流体腔室分为第一部分和第二部分，使得容纳在其中的流体阻尼壳体相对于轴的运动，以及

弹性元件，其耦接到壳体和分隔壁，以使皮带轮偏向皮带。

皮带张紧器还可包括第一通道，其被配置成允许流体在流体腔室的第一和第二部分之间通过。第一通道可设置在分隔壁内。第一个通道的尺寸可设置成阻尼壳体相对于轴的运动。

皮带张紧器还可包括第二通道，其被配置成允许流体从流体腔室的第二部分流出。第二通道可以阻止流体的流动，从而阻尼壳体相对于轴的运动。

第一通道可以至少在第一方向上阻尼壳体的运动。第二通道可在至少第二方向上阻尼壳体的运动。第二方向可能与第一方向相反。

流体腔室中的流体可以是油。皮带张紧器可以流体地耦接到发动机的主油道，使得油从主油道被供给到流体腔室的第一部分中。在第一腔室和发动机主油道之间可以设置止回阀，例如，允许从主油道到第一腔室的流动，但反之则不行。

弹性元件可包括弹簧，例如螺旋弹簧。弹性元件可设置在流体腔室的第一部分中。

皮带张紧器还可包括设置在分隔壁和流体腔室的壁之间的弹性突部。弹性突部可被配置成限制和减缓弹性元件的压缩的至少一部分。弹性突部可设置在弹簧内部。

皮带张紧器可以进一步包括设置在分隔壁和壳体之间的密封件。流体腔室可具有以轴的旋转轴线为中心的弧形壁。分隔壁可以相对于轴固定。

为了避免不必要的重复工作和重复文本，仅针对本发明的一个或多个方面或实施例来描述某些特征。然而，应当理解，在技术上可行的情况下，相对于本发明的任何方面或实施例描述的特征也可以与本发明的任何其他方面或实施例一起使用。

附图简要说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地显示本发明是如何实现的，现在将通过示例的方式参考附图，其中：

图1是根据本发明的一个示例的皮带张紧器的示意性剖视图；

图2是根据本发明的一个示例的用于皮带张紧器的弹性元件的示意图；以及

图3是根据本发明的一个示例的显示皮带张紧器的零件的分解示意图。

详细说明

参照图1，为发动机(如内燃发动机)(未示出)的皮带10提供皮带张紧器2。发动机可为机动车辆(如汽车、货车、卡车、摩托车等)、工业或农业车辆(如牵引车、叉车、推土机、挖掘机等)、船舶、飞机或任何其他类型的车辆提供动力。例如，皮带10可以将发动机的曲轴连接到发动机的凸轮轴上。附加地或可替代地，皮带10可以将曲轴和/或凸轮轴连接到发动机的一个或多个附件上。

皮带张紧器2包括轴4和偏心壳体6，偏心壳体6被配置为绕轴4旋转。轴4可以相对于发动机固定，使得壳体6相对于发动机旋转。皮带张紧器壳体6是偏心的，使得壳体6绕轴4的旋转会改变皮带10中的张力。皮带张紧器2还包括皮带轮8，皮带轮8设置在壳体6周围。皮带轮8被配置为与皮带10接触，并且可以相对于壳体6旋转。

流体腔室12由壳体6限定，并且具有以轴4的旋转轴线为中心的弧形壁12a。流体腔室12可以具有环形的扇形横截面，该横截面的半径中心是轴4的旋转轴线。流体腔室12的内弧形表面12b可由轴4的外径向表面限定，流体腔室12的弧形壁12a可由壳体6的内表面限定。

分隔壁14从轴4延伸。分隔壁14将流体腔室12分为第一和第二部分16、18。分隔壁14包括固定到轴4的近端14a和与弧形壁12a滑动接触的远端14b。分隔壁14可以与轴4集成或耦接在一起。在一些布置中，可以在分隔壁14和弧形壁12a之间设置密封件22。密封件22可以设置在分隔壁14的凹槽中。密封件22可通过任何方式(例如，使用过盈配合或粘合剂)固定到分隔壁14。这种布置可以减少流体腔室的第一和第二部分16、18之间的泄漏。密封件22还可以防止分隔壁14的远端14b在壳体内滑动时的磨损。这是期望的，因为密封件22比分隔壁14更小且更容易更换。

在流体腔室12中提供弹性元件20，其可包括弹簧，例如螺旋弹簧。特别地，弹簧20位于流体腔室12的第一部分16中，并且连接到壳体6和分隔壁14，以便使皮带轮8偏向皮带10(并且从而增加皮带中的张力)。

参照图2，在分隔壁14和流体腔室12的壁之间提供弹性体，例如弹性突部24。弹性突部24布置在分隔壁14上，然而，在其它布置中，弹性突部24布置在壳体6上。弹性体突起24可设置在弹簧20内。在一些布置中，可在分隔壁14和壳体6之间提供包含不同材料的第二突部26，例如比弹性突部更硬的材料。第二突部26可以设置在壳体6上(或者如果弹性突部设置在壳体6上，则设置在分隔壁14上)。当弹簧20部分压缩时，弹性突部24和第二突部26可以接合，并且可以提供额外的恢复力。当壳体6相对于轴4旋转时，这种布置可以改变恢复力。

皮带张紧器2还包括设置在第一和第二流体腔室部分16、18之间的第一通道25，并且允许在第一和第二流体腔室部分16、18之间以有限的速率流动。例如，第一通道25可以设置在分隔壁14中，并且可以包括分隔壁14中的圆柱形通道。第一通道25被配置成允许流体在流体腔室12的第一和第二部分16、18之间通过。

皮带张紧器2还包括第二通道28，第二通道28设置在壳体6的壁中，并且在壳体6相对于分隔壁14的整个位置范围内与第二流体腔室部分18流体连通。第二通道28可在第二流体腔室部分18中提供油排放通道，第二通道28可将油回流至发动机，例如发动机的油底壳。

参照图3，板34、36设置在轴4的任一端。板34、36牢固地固定到轴4。板34、36可提供支承面以限制壳体6的轴向移动。分隔壁14可被配置成与板34、36相接。然而，板34、36和壳体6的端面之间至少有一个间隙，以允许一定量的泄漏，从而在壳体6b和板34、36之间润滑。可以选择轴的尺寸，例如轴向长度L，以便实现理想的泄漏。

回到图1，第一通道25的尺寸可以使壳体6相对于轴4和分隔壁14在第一方向X上阻尼移动。分隔壁14可以相对于轴4固定。壳体6和分隔壁14之间的相对运动在第一和第二流体腔室部分16、18之间产生体积变化。第一通道25使流体在第一和第二部分16、18之间受限流动，由此使力的阻尼施加到皮带张紧器2。

在一些布置中，在流体腔室12的第一和第二流体腔室部分16、18之间可以有多个通道。可选择第一通道25的尺寸以获得理想的阻尼度。

当发动机关闭并且流体不被加压时，弹性元件20使皮带张力得以保持。

弹性突部24被配置成限制和减缓弹性元件20的至少一部分压缩。第二突部26可以经定尺寸限制弹簧20的压缩。弹性突部24可被配置成在弹簧20的最大压缩处或朝向弹簧20的最大压缩的方向抵接第二突部26。可选择弹性突部24的弹性材料以实现理想的阻尼效果。当壳体6和分隔壁14的相对运动不对其施加压缩力时，弹性突部24的长度小于弹簧20的长度。

第二通道28构造成允许流体从流体腔室12的第二部分18流出。第二通道28抵抗流体流动，以阻尼壳体6相对于分隔壁14的运动。可以选择第二通道28的尺寸以获得期望的阻尼度。

流体通过第三通道30进入流体腔室的第一部分16，第三通道30设置在形成第一部分16的壁的轴4的一部分中。在一些布置中，流体是油，并且第三通道30可连接至发动机的主油道(未示出)。第三通道30使流体腔室12能够与主油道流体连通，使得油通过第三通道30从主油道被供给到流体腔室12的第一部分16中。止回阀可以设置在第一腔室16和发动机主油道之间，以防止油被推回到发动机主油道中。

当皮带10中的张力大于期望值时，皮带10对皮带轮8施加力，皮带轮8将该力传递到壳体6。由于壳体6的偏心度，此力使壳体6绕轴4旋转，以使系统达到平衡。由于合力不通过壳体6的旋转轴线起作用，因此力矩被施加到壳体6。壳体6在施加的力矩下沿第一方向X旋转。壳体6相对于分隔壁14的相对运动导致弹簧20的压缩、第一部分16的体积减小和第二部分18的体积增大。第一和第二部分16、18的体积变化导致流体从第一部分16经由第一通道25流向第二部分18。通过第一通道25的受限制的流动导致作用在壳体6上的力，该力与壳体6相对于分隔壁14的旋转相反，从而阻尼了壳体6相对于分隔壁14在第一方向X上的移动。

当围绕壳体6的旋转中心的旋转力被平衡时，壳体6相对于分隔壁14的旋转停止。

当皮带中的张力低于期望值时，皮带在皮带轮8和壳体6上的作用力减小。当处于压缩状态时，弹簧20对壳体6施加恢复力，该力与来自皮带的任何力相反。恢复力作用在距离壳体6的旋转轴线一定距离处。该恢复力导致施加在壳体6上的力矩。当该力矩超过皮带10施加在壳体6上的力矩时，壳体6沿第二方向Y旋转到增加皮带张力的位置。壳体6相对于分隔壁14的相对运动导致第一流体腔室部分16的体积增大和第二部分18的体积减小。第一和第二部分16、18的体积变化可导致流体从第二部分18通过第一通道25流向第一部分16。另外或可选地，第二流体腔室部分18的体积的减小可导致流通过第二通道28。第二通道28可以经定尺寸限制此类流动，例如借助孔口。通过第一和/或第二通道25的受限流动使施加在壳体6上的力与壳体6相对于分隔壁14的旋转相反，从而阻尼了壳体6相对于分隔壁14在Y方向上的移动。

第二通道28使流体能够从流体腔室12的第二部分18流出，而第二部分18的体积正在减小。通过第二通道28的受限流动可能会导致流体对壳体6施加力。这将阻尼了壳体6相对于分隔壁14的移动。

如果在流体腔室12中不存在流体或少量流体和/或发动机关闭，则弹性元件20使皮带张力得以保持。

在一些布置中，弹性元件20的最大压缩和/或弹性突部24和/或第二突部26的尺寸可被配置成确保第三通道30在壳体6相对于分隔壁14的整个位置范围内与第一部分16保持流体连通。这可以确保在使用皮带张紧器2的整个过程中，流体腔室12都有流体供应。

在一些布置中，第二和/或第三通道28、30可设置在分隔壁14中。

在一些布置中，弹性元件20可不设置在流体腔室12中。弹性元件20可以是扭力弹簧，该扭力弹簧可以设置在轴4的轴向端并连接到壳体6。

在一些布置中，可以存在多个弹性元件20和/或第二突部26。多个弹性元件20可沿分隔壁14的长度分布，以增加分隔壁14上的力的扩散并减少轴4中的扭转。

在一些布置中，分隔壁14的远端14b和弧形壁12a之间可以有间隙。壳体6可以相对于分隔壁14旋转以保持间隙。该间隙使得流体能够在第一和第二部分16、18之间流动。该间隙可以设置在分隔壁14的整个长度L上，或者设置在长度L的一部分上。分隔壁14的远端14b和弧形壁12a之间的间隙可以作为第一通道25和/或轴与板34、36之间的间隙的补充或替代。

本领域技术人员将理解，尽管本发明已经通过示例性的方式被描述，但是参考一个或多个示例性示例，它不限于所公开的示例，并且可以在不脱离所附权利要求所定义的本发明的范围的情况下构造替代示例。

Claims (15)

1.一种用于发动机的皮带的皮带张紧器，该皮带张紧器包括：

轴；

配置成围绕所述轴旋转的偏心壳体；

围绕所述壳体设置的皮带轮；

从所述轴延伸的分隔壁；

由所述壳体限定的流体腔室；其中所述分隔壁将所述流体腔室分为第一部分和第二部分，以使其中所含的流体阻尼所述壳体相对于所述轴的运动，以及

弹性元件，其耦接到所述壳体和所述分隔壁，以便使所述皮带轮偏向所述皮带。

2.根据权利要求1所述的皮带张紧器，其中，所述皮带张紧器还包括第一通道，所述第一通道被配置成允许流体在所述流体腔室的所述第一部分和所述第二部分之间通过。

3.根据权利要求2所述的皮带张紧器，其中，所述第一通道设置在所述分隔壁中。

4.根据权利要求3所述的皮带张紧器，其中，所述第一通道经定尺寸以阻尼所述壳体相对于所述轴的运动。

5.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述皮带张紧器还包括第二通道，所述第二通道被配置成允许流体从所述流体腔室的所述第二部分流出。

6.根据权利要求5所述的皮带张紧器，其中，所述第二通道阻止流体流动，以便阻尼所述壳体相对于所述轴的运动。

7.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述流体为油，并且所述皮带张紧器可流体地耦接至所述发动机的主油道，以使油从所述主油道被供给到所述流体腔室的所述第一部分内。

8.根据权利要求7所述的皮带张紧器，其中，在所述第一腔室和所述发动机的所述主油道之间设置有止回阀。

9.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述弹性元件包括弹簧。

10.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述皮带张紧器还包括设置在所述分隔壁和所述流体腔室的壁之间的弹性突部，所述弹性突部被配置为限制和减缓所述弹性元件的压缩的至少一部分。

11.根据权利要求10在引用权利要求9时所述的皮带张紧器，其中，所述弹性突部设置在所述弹簧内部。

12.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述皮带张紧器还包括设置在所述分隔壁与所述壳体之间的密封件。

13.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述流体腔室具有以所述轴的旋转轴线为中心的弧形壁。

14.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述分隔壁相对于所述轴固定。

15.根据上述任一权利要求所述的皮带张紧器，其中，所述弹性元件设置在所述流体腔室的所述第一部分中。

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